生物医学材料和人工器官__培训课件.pptVIP

膜肺是依据仿生原理按照肺泡气体弥散生理功能设计的，其原理不同于前三种人工肺血液与氧气直接接触，而是血液和氧气由薄膜隔开，一侧通静脉血，另一侧通纯氧。静脉血的氧分压(PO2)为40mmHg左右，而纯氧的压力约700mmHg，因此膜两侧存在压力梯度，氧气经膜弥散进入血液，使血液氧合。反之，血液中的二氧化碳分压(PCO2)为40mmHg，氧气中的PCO2为0～5mmHg，因此CO2经膜由血液向气体侧弥散，最终逸出。因此，膜肺无疑是最接近人体肺的生理功能的一种人工肺。 当代人工心肺机结构已十分复杂，由微机控制。自动控制流量，实时检测动、静脉压力及血氧饱和度(SaO2)、二氧化碳分压(PCO2)并显示，具有血位报警及气泡报警系统，并具有自动停止装置。 7 心脏起博器 心脏的节律起搏是由右心房的窦房结自动地有节奏地发出电脉冲，通过神经传导系统向心脏各部位发出指令使心肌收缩。如若神经传导系统发生障碍或者窦房结不能有规律地发出电脉冲，心脏起搏器可以对患病的心脏给予直接电刺激，人为地使心搏数正常起来。 在1802年，意大利人奥尔蒂尼曾对用刑后死去两小时的死刑犯给予电刺激心脏，试图恢复其心跳，但未成功。同时代的瓦萨里用电刺激法曾成功地使刚刚死亡的患者心脏又恢复跳动。1947年斯威特采用电刺激法使两例在手术中心脏停止跳动的患者心脏复苏。 1952年美国的佐尔医生，在心脏停跳患者的心脏部位和左肋下皮肤处置阴阳两电极，给予每分钟90次的电刺激而使心脏复跳。他随即研制出以电池为能源的小型起搏器。佐尔被认为是心脏起搏器的发明者，被称为“心脏起搏器之父”。 现在全世界有数十万人安装了心脏起搏器，挽救了许多患者的生命。 起搏器主要有体外式和体内埋植式。 体外式使用方法简单，在紧急情况下使用，对患者进行抢救非常方便。还可根据患者的状况变换心搏数。但是如果长期使用，在放置电极的部位容易发生感染。 体内埋植式，将起博器植入病人腹部或腋窝皮下，对长期使用者非常方便，但起搏器心搏数固定也会带来各种问题。近年来已经研制出可以变动心搏数的诱导型起搏器。电极和接收器植于体内，用发送器在体外控制，这样便可以根据情况变更心搏数。 起搏器的供电多使用小型锂电池，寿命约10年，需要更换，电池发生故障也会带来一定危险，一此国家已试制和应用核能源起搏器。1970年，巴黎外科医生首次将具有核动力的起搏器装于一妇女身上，核电池内使用的是钚238，重150克，使用寿命87年。但是核能源有放射性，防护比较困难，同时安全问题和污染问题也是必须解决的。 为儿童患者设计的心脏起搏器, 其频率可调节 * 生命科学—生物医学—生物医学材料 * * 锆GAO * /view/272703.htm 1969年，被阿波罗登月舱带到月球上的环形天线，就是用极薄的记忆合金材料先在正常情况下按预定要求做好，然后降低温度把它压成一团，装进登月舱带上天去。放到月面上以后，在阳光照射下温度升高，当达到转变温度时，天线又“记”起了自己的本来面貌，变成一个巨大的半球形。 形状记忆合金(也叫记忆金属) 上个世纪70年代，世界材料科学中出现了一种具有“记忆”形状功能的合金。记忆合金是一种颇为特别的金属条，它极易被弯曲，我们把它放进盛着热水的玻璃缸内，金属条向前冲去；将它放入冷水里，金属条则恢复了原状。在盛着凉水的玻璃缸里，拉长一个弹簧，把弹簧放入热水中时，弹簧又自动的收拢了。凉水中弹簧恢复了它的原状，而在热水中，则会收缩，弹簧可以无限次数的被拉伸和收缩，收缩再拉开。这些都由一种有记忆力的智能金属做成的，它的微观结构有两种相对稳定的状态，在高温下这种合金可以被变成任何你想要的形状，在较低的温度下合金可以被拉伸，但若对它重新加热，它会记起它原来的形状，而变回去。这种材料就叫做记忆金属（memory metal）。它主要是镍钛合金材料。例如，一根螺旋状高温合金，经过高温退火后，它的形状处于螺旋状态。在室温下，即使用很大力气把它强行拉直，但只要把它加热到一定的“变态温度”时，这根合金仿佛记起了什么似的，立即恢复到它原来的螺旋形态。 形状记忆合金可以分为三种： （1）单程记忆效应 形状记忆合金在较低的温度下变形，加热后可恢复变形前的形状，这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。 （2）双程记忆效应 某些合金加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状，称为双程记忆效应。 （3）全程记忆效应 加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状，称为全程记忆效应。 形状记忆合金的具体应用如下： 工业应用： （1）利用单程形状记忆效应的单向形状恢复。如管接头、天线、套环等。 （2）外因性双向记忆恢复。即利用单程形状记忆效应并借助外力随温度升降做反复动作，如热敏元件、机器人、接线柱等。 （3）