人工器官
人工器官
人工器官是通過研究和模擬人體器官的結構和功能,用人工材料和電子技術製成部分或全部替代人體自然器官功能的機械裝置和電子裝置。當人體器官病損無法通過常規方法醫治時,使用人工製造的器官通過補償、修復或輔助取代或部分取代病損的自然器官,從而達到暫時或永久性地恢復身體某些器官主要功能的目的。雖然人工器官只能模擬被替代器官的部分功能,通常為維持生命所必需的最重要功能,尚不具備原生物器官的一切天賦功用和生命現象,例如器官的能量來源和自身的新陳代謝等功能,但它拓寬了疾病治療的途徑,增加了病人獲救的機會,讓越來越多的患者受益。隨著生物醫學工程技術的飛速發展,人體器官中除大腦尚無人工大腦替代外,其它各種器官幾乎都在進行人工模擬研究、試驗和使用。
人工器官通常可以從功能、原理、使用方式幾個角度進行分類,具體如表1所示。
表1 人體器官的分類
分類依據 | 分類 | 器官實例 |
按功能劃分 | 運動功能 | 人工關節、人工脊椎、人工骨、人工肌腱、肌電控制人工假肢等 |
血液循環功能 | 人工心臟及其輔助循環裝置、人工心臟瓣膜、人工血管、人工血液等 | |
血液凈化功能 | 人工腎(血液透析機)、人工肺等 | |
呼吸功能 | 人工肺(人工心肺機)、人工氣管、人工喉等 | |
消化功能 | 人工食管、人工膽管、人工腸等 | |
排尿功能 | 人工膀胱、人工輸尿管、人工尿道等 | |
內分泌功能 | 人工胰、人工胰島細胞 | |
生殖功能 | 人工子宮、人工輸卵管、人工睾丸等 | |
神經傳導功能 | 心臟起搏器、膈起搏器等 | |
感覺功能 | 人工視覺、人工聽覺(人工耳蝸)、人工晶體、人工角膜、人工聽骨、人工鼻、助聽器等 | |
其他 | 人工硬脊膜、人工皮膚、義齒等 | |
按原理劃分 | 機械式裝置 | 人工心臟瓣膜、人工氣管、人工晶體等 |
電子式裝置 | 人工耳蝸、助聽器、人工胰、人工腎、心臟起搏器等 | |
按使用方式劃分 | 植入式 | 人工關節、人工心臟瓣膜、心臟起搏器等 |
體外式 | 人工喉、常規助聽器、人工腎、人工肺、人工胰等 |
義齒就是常說的“假牙”,就像人們把“假腿”、“假肢”稱為“義肢”一樣,“義齒”的意思就是指為人類盡“義務”的牙齒。幫助老年人或者牙齒受傷的年輕人恢復咀嚼功能和美觀的目的。義齒分為可摘與固定兩種。固定義齒(俗稱“固定假牙”)是不能由患者自己取戴的,而可摘義齒(俗稱“活動假牙”)可以由患者方便地取戴。
![義齒](https://i1.twwiki.net/cover/w200/mf/0/mf00970bd85a184aa67644fa5e0aed43b.jpg)
義齒
![義乳](https://i1.twwiki.net/cover/w200/mc/9/mc91d8bb2769232f91dd450cf5b5e8eeb.jpg)
義乳
假肢就是用工程技術的手段和方法,為彌補截肢者或肢體不完全缺損的肢體而專門設計和製作裝配的人工假體,又稱“義肢”。它的主要作用是代替失去肢體的部分功能,使截肢者恢復一定的生活自理和工作能力。其適用對象是因疾病或受傷等原因的截肢者。通常按照截肢的部位分為上肢假肢和下肢假肢。
![假肢](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m0/8/m0892b860f2db0c68cda42a5f6d910c91.jpg)
假肢
![人工關節](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m1/8/m181928086b2aa779a7642c144d296d57.jpg)
人工關節
助聽器是為了幫助有聽力障礙的人而設計的聲音放大設備,聲信號經麥克風轉換為電信號,通過放大器放大后,由受話器將電信號還原為聲信號傳至人耳。常見的有盒式助聽器、耳背式助聽器、耳內式助聽器、耳道式助聽器等幾種。
![助聽器](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m2/3/m23075b3b56bcfbfa13f46fdb49c644db.jpg)
助聽器
![人工耳蝸](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m0/9/m0959cea1c9c5b7ea8d44be7288a2a65f.jpg)
人工耳蝸
人工喉又稱助講器,即人工製造的一種起到聲源和振動作用,以發出近似人類聲音的裝置。當喉被切除喪失發聲能力時,可以用它作為輔助發聲說話的工具。人工喉主要有三種:機械式人工喉、電子人工喉和植入式人工喉。
![人工喉](https://i1.twwiki.net/cover/w200/md/3/md30df2b6a93abd0b4db4e9b0b34c8322.jpg)
人工喉
角膜病是僅次於白內障導致眼盲的第二大原因。雖然80%的角膜病患者可以通過角膜移植手術脫盲,然而由於傳統的角膜移植手術具有角膜捐獻者不足和手術成功率低兩大弊端,因此制約了角膜病患者的康復。人工角膜的出現及應用為角膜盲患者帶來了光明和希望。人工角膜是採用異質成形材料,用於替代混濁角膜以提高患者視力的特殊裝置,它使角膜移植擺脫了供體缺乏和移植成功率低的難題。我國科學家研發了世界上第一個完成臨床試驗的高科技人工角膜產品,該產品完全由中國科學家自主研發並擁有完整的自主知識產權。
![人工角膜](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m2/6/m26cba18b4a0fb44b57044c7e5af71992.jpg)
人工角膜
在人體心臟因病損而部分或完全喪失功能而不能維持全身正常循環時,可通過移植用人工材料製造的機械裝置以暫時或永久地部分或完全代替心臟功能、推動血液循環,這種裝置就是人工心臟。
人工瓣膜是可植入心臟內代替心臟瓣膜(主動脈瓣、三尖瓣、二尖瓣),能使血液單向流動,具有天然心臟瓣膜功能的人工器官。當心臟瓣膜病變嚴重而不能用瓣膜分離手術或修補手術恢復或改善瓣膜功能時,可採用人工心臟瓣膜置換術進行修復。主要適用於風濕性心臟病、先天性心臟病、馬凡氏綜合症等患者。
![人工瓣膜](https://i1.twwiki.net/cover/w200/md/1/md176833cee1f086a90d4be3cdcc88153.jpg)
人工瓣膜
人工血管是一種由合成材料人工製造的,用來修復和替代病變血管的血管代用品,亦稱為人造血管。其在臨床上主要用於手術切除病變血管段后直接將其移植於血管缺失部位,亦可在某些情況下保留病變血管以人工血管重新建立新的旁路血流通道。
![人工血管](https://i1.twwiki.net/cover/w200/md/4/md46980b841f8218a0f643fb4dbf83744.jpg)
人工血管
人工腎是一種替代腎臟功能的裝置,主要用於治療腎功能衰竭和尿毒症。它將血液引出體外利用透析、過濾、吸附、膜分離等原理排除體內過剩的含氮化合物,新陳代謝產物或逾量藥物等,調節電解質平衡然後再將凈化的血液引回體內。
![人工腎](https://i1.twwiki.net/cover/w200/mf/e/mfe3b0d93c87782d805a4ada6bf2b889e.jpg)
人工腎
人工尿道是一種植入患者體內可以改善尿失禁,恢復自主排尿的植入性人工器官。它利用特製的尿道袖套包裹於尿道周圍,並由儲水囊及控制泵來控制尿道袖套的充脹和減脹,以達到控尿和排尿目的。
![人工尿道](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m3/3/m33a6fd6b7c30856a47f4487df41ae320.jpg)
人工尿道
![人工椎體](https://i1.twwiki.net/cover/w200/me/f/mefd11417e8d508fbebf4f4f3228fbbe2.jpg)
人工椎體
因為各種疾病或外部損傷造成的頜骨缺損,人工頜骨的植入可以恢復患者面容形態,改善咬合、咀嚼、吞咽、發音等功能障礙。人工頜骨主要分為上頜骨和下頜骨兩種。
![人工頜骨](https://i1.twwiki.net/cover/w200/mc/c/mcc334bc8acb5c66a195424f234140166.jpg)
人工頜骨
陰莖假體適用於器質性陽痿如外傷、盆腔手術傷及陰部神經或血管,導致喪失勃起功能者以及少數頑固性功能性陽痿經綜合治療無效者。陰莖假體分為三種:硬性,半硬性和可膨脹性假體。
人工(造)皮膚是利用工程學和細胞生物學的原理和方法,在體外人工研製的皮膚的替代品,按照成分的不同可分為單純人工真皮和具有表皮細胞層的活性複合皮,按與損傷皮膚的結合方式不同可分為暫時替代性人工皮膚和永久性人工皮膚。由於人工皮膚高度近似人類皮膚,因此可以用來修復、代替缺損的皮膚組織,尤其是在燒傷、燙傷治療方面具有顯著效果,不但可以避免從患者身上移植健康的皮膚出現“拆東牆、補西牆”的現象,而且與人體的相容性較好不易出現免疫排斥反應,因此具有減輕患者疼痛,愈后不留瘢痕的特效。由於人工皮膚具有如人體皮膚相似的透氣性,因此在植皮過程中可以使傷口免受感染、促進結締組織生長,防止皮膚潰爛。
![人工皮膚](https://i1.twwiki.net/cover/w200/m6/8/m688a572a65eaf2281e1481535b9b0ff6.jpg)
人工皮膚