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塑料在体外循环手术中的应用 |
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作者：天津市塑料研究所 张富强 段树桐 高珊 |
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体外循环应用于心血管外科的心内直视手术已经将近半个世纪了。1953年5月，美国人Gibbon实现了人类历史上第一例体外循环应用于心内直视手术体外循环的设想。1958年6月，我国第四军医大学苏鸿熙教授，成功地为一6岁男孩修补了室间隔缺损。这是国内第一例体外循环下心内直视手术。2004年全国心脏外科手术的统计数字为88672例。
体外循环与心血管病的现状：伴随着社会的进步，医学的发展，心血管外科也在迅速发展。中国人口众多，不但瓣膜病手术数量很大，而且每年只先天性心脏病一个病种需要治疗的患者就约有4万例。再加上老龄化社会的来临和由于人民生活水平的提高，摄入的高胆固醇食品也使得饮食结构的不合理性的增加，随之而来呈现的是冠心病及大血管病发病率逐年上升。今后10年我国中年人群的冠心病发病率男性将增加很多，所以在今后相当一个时期内，冠心病搭桥手术必将会上升为主要手术项目。
而所有这些疾病的手术治疗，均离不开体外循环的支持。总之，心脏直视手术的需要促进了体外循环的产生和发展，反过来体外循环的发展又为心血管外科发展提供了前题和保证。
体外循环对所用塑料的性能要求：
1. 化学性能稳定、不活泼、不会因与血液或组织接触影响材料的变化而造成血液与组织损害。
2. 生物相容性好，与人体之间的相互作用不发生各种复杂的生物、物理、化学等损伤性反应。与血液接触有良好的相容性。既有较好的抗凝血性能，即在塑料表面不产生血栓、不引起溶血后红细胞减小，不造成血中蛋白质变形，不破坏血液中的有效成分，不发生以生物材料为中心的感染。
3. 组织相容性好，材料对周围组织不发生引起炎性和异物反应。
4. 无致癌性。不发生变态反应，不破坏临近组织，不干扰肌体的免疫机制，不引起材料表面钙化。
5. 耐生物老化好。长期防止在肌体内的材料不会丧失抗拉强度和弹性。有足够的化学稳定性和生理惰性，其物理机械性能不发生明显变化（不包括可降解材料）
6. 不在高压、干燥、灭菌（环氧乙烷）、药液等处置过程中，变质、变形和变性。
7. 聚合物重金属含量少，溶出物及可溶出物含量低
8. 材料来源丰富，易于成型加工，成本低。
塑料在体外循环中的应用：心血管疾病的外科治疗很大一部分要依靠体外循环来完成，在体外循环中的应用塑料制成的产品主要包括：人工心脏、人工心脏瓣膜、心脏补片、人工血管、心导管、氧合器（鼓泡式氧合器或膜式氧合器）和与之配套的心内血液回收器（贮血滤血器）、动脉微栓过滤器、阻隔式压力传感器、动脉插管、静脉插管、左心插管（房管）、主动脉灌注针（主动脉直灌管）、左心吸引器、右心吸引器等一次性塑料耗材。
鼓泡式氧和器
动脉微栓过滤器
1. 人工心脏是利用机械的方法，把血液输送到全身各个器官一代替心脏的功能。人工心脏应用的塑料主要是聚醚氨酯类材料，具有耐多次弯折、弹性和顺应性好、抗老化、组织相溶性和血液相溶性好的特点。心脏瓣膜是心脏，内防止血液倒流的单向阀门在临床上使用的塑料制成的机械瓣，主要由甲基乙烯基硅橡胶制成。
2. 心脏补片主要用于先天性心脏病的房间隔缺损和室间隔缺损的修补。目前临床使用较多的是由膨体四氟乙烯、涤纶毡型材料制成的制品。
3. 人工血管要求无凝结、防渗漏、抗断裂、不引起过敏。高品质的人造血管还应避免排异反应。一般选用的材料有聚四氟乙烯、聚氯酯纤维、聚氨酯等材料制成。
4. 心导血管主要用于先天心心脏病、风湿性心脏病、肺心病等心脏介入检查和治疗。而目前应用制作心导管主要的材料已由最初的聚氯乙烯、聚四氟乙烯改为聚氨酯材料。
5. 氧合器是体外循环回路的中重要组成部分。其作用是在心脏外科手术中，暂时替代人体肺脏功能，给血液惊醒气体交换的一种装置，也称人工肺。若按照进行气体交换材料的不同，可分为鼓泡式氧合器或膜式氧合器两种。后者也是前者的更新换代产品。氧合器外壳由改性的聚苯乙烯（PVC）和聚碳酸酯（PC）、丙烯腈于苯乙烯的共聚物（AS）等材料制造。由聚碳酸酯材料制造的外壳的综合性能要远远优于改性改性聚苯乙烯制造的外壳。膜式氧合器的气体交换材料均采用聚丙烯中空纤维或聚、中空纤维等材料制成。目前这类原料还是依赖进口。
6. 动脉微栓过滤器：主要作用是置于动脉路，用以有效的滤除氧合后血液中各种微栓粒子（固体栓子、气体栓子）和气泡。动脉微栓过滤器的外壳通常由聚碳酸酯等材料制成。
7. 体外循环管路中的各种管路：作用是用于和手术各种插管、人工心肺机和动脉微栓过滤器及氧合器的连接。功能是用于静、动脉的引流与供血等。包括：主动脉引流管，静脉引流管、心内吸引管、心外吸引管、主动脉泵管、灌注管、灌注泵管、心内吸引泵管、心外吸引泵管等。通常由医用聚氯乙烯、聚乙烯等材料制成。
8. 插管类：包括：主动脉插管、静脉插管、深静脉插管。这些插管的功能是主要用于手术当中的引流、检查及供血等。其软质的管体或者采用钢丝增强的硬质塑料以及接头使用的材料包括：医用级聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚四氟乙烯等。
9. 心内血液回收器（贮血滤血器）：功能是用于手术中回收心内吸引管、心外吸引器的血液。其外壳通常是由聚碳酸酯等材料制成。
10. 连接用接头及又信息引起等手柄，这些接头的功能是主要用于手术中连接各种插管、管路及与人工心肺机和滤器及氧合器的连接等。通常由医用级聚氯乙烯、聚碳酸酯等材料制成。
11. 灌注装置：作用是使心脏停跳和保护心肌。包括灌注针和管路。管路由泵管、接头、变温装置、管路和接头等组成。使用的材料包括医用级聚氯乙烯、聚乙烯等材料制成。
12. 阻隔式压力传感器：作用是用来保护监测压力的器械。主要由壳体、阻隔膜、连接管、鲁尔街头、三通旋塞等构成。材料选用医用级聚氯乙烯、聚碳酸酯制成。
13. 压力延长管：功能是用于连接压力监测仪器与相关部件。主要由鲁尔接头和管路组成。材料有医用级聚氯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯等。
14. 中心静脉导管：用以监测中心静脉压。材料由聚氨酯等材料制成。
15. 变温毯：通过与患者接触部位以及在在接触部位周围形成一定空间范围内进行传导、对流和辐射。其材料多为聚氯乙烯。
16. 包装：通常由聚乙烯、聚乙烯和单向拉伸的聚丙烯和透析纸制成的塑料袋。
灌注装置
结束语：面对21世纪这个生命科学大发展的时代，随着我国十一五规划的实施，医用塑料的发展必将成为我国国民经济又一个支柱产业。尽管我国医用塑料在体外循环上的应用，起步较晚，而且与发达国家相比，我们还有一定的差距。但是，我们还是欣喜的看到，近十年医用塑料在我国已经取得长足的发展和进步。希望就在明天。只要我们业内人士励精图治，自强不息，医用塑料的明天一定会更美好！体外循环的明天也一定会更灿烂！
作者：天津市塑料研究所 张富强 段树桐 高珊 马力 杜恩灏
原载国际塑料商情(end)
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(6/25/2006) |
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