20世纪80年代之后,日本Terumo公司研制出第一台中空纤维型人工肺。以中空纤维作为人工肺的气体交换“氧化”膜,通过增加“氧化”膜在血液容器中的充填密度,大大地提高膜型人工肺氧交换的速度,避免了气态氧与血液的直接接触,实现了氧气分子的弥散溶解,使得氧分子弥散与滤泡两种作用合为一体,同时又简化了人工肺装置的内部构造,降低了溶血和血浆蛋白的变性。用作人工肺氧化膜的中空纤维有聚丙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯等。
完全人工肺是目前正在研究的课题,尚没有定型,其关键问题是材料的选择,虽然可选用硅橡胶和硅橡胶的共聚物,但是有许多血液动力学问题尚未解决,所以完全人工肺还有待于进一步研究探索。
8.4.5 人工肾
肾脏的主要功能是通过肾小球的滤过作用,排出血液中的代谢产物(尿素、尿酸、氨、肌酐、肌酸)以维持机体的正常代谢。如果某些原因影响了肾功能,一旦造成肾功能衰竭,机体中有毒的代谢产物将无法排出,并会很快在体内大量堆积,最终引起尿毒症,甚至会危及患者的生命。目前,对于急、慢性肾功能衰竭患者的主要治疗手段是肾移植和人工肾并辅以一定的药物治疗。肾移植虽然是治疗肾功能衰竭的一种较好的方法,但是肾脏供体的来源极其有限,所以它在临床上的应用受到了一定的限制,人工肾就成为治疗肾功能衰竭的主要手段。
人工肾的主要功能是血液净化,其目的是通过人工肾的作用将血液中积蓄的有害物质清除,纠正血液中某些成分在质量和数量上的异常,维持水分、酸碱和电解质平衡,从而达到治疗和挽救危重患者生命的目的。这就要求人工肾的选材除了必须满足生物材料所必需的条件之外,还要求材料对物质有选择通透性,即对人体有害的小分子物质可通过透析膜,而营养物质(血浆蛋白等)则不能透过,只有这样才能真正达到血液净化。实际上,血液净化是根据透析、过滤或吸附的原理,应用合成高分子材料制成的分离膜或吸附剂,将机体内的有害物质排出体外。膜分离依赖于膜的通透性即膜孔的大小;吸附净化则取决于吸附剂对目标物质的亲和性。
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