人工心臟
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人工心臟為醫學界一種植入式機械裝置,用於替代正常心臟喪失自體功能作用之替代性輔助裝置,如因心肌梗塞、心肌病、重度先天性心臟病等所導致心臟泵血功能減弱的重度心力衰竭患者。
其人工心臟之構造,主要是由醫用高分子材料及鈦合金所製成,主要藉助外在動力系統之推動,將血液從心臟內作抽出及送回之動作,而連接人工心臟中間的人工隔膜,則是利用氣壓原理,將血液輸出與輸入,連接心室、心尖、上升主動脈的兩條管路,亦各有一片人工瓣膜,將血液輸出入後自動關閉,以形成正常之血液循環系統。
人工心臟在臨床上可分為「全人工心臟」及「人工心室輔助器」兩大類:
一、全人工心臟是一種植入體內,可完全替代正常心臟血液循環系統的植入式機械裝置,依運作方式,又可分為氣動式及電動液壓式兩種:
1.氣動式全人工心臟:屬第一代人工心臟產品,主要是利用體外控制系統來壓縮空氣,將氣源導入人工心臟的左心室與右心室球囊薄膜內,以產生推動血液流動之幫浦作用。氣動式全人工心臟因體外驅動控制器龐大,較易產生傷口感染,僅能短期使用作為心臟移植前架橋之用。
2.電動液壓式全人工心臟:屬於第二代人工心臟產品,主要是在人工心臟的本體上加覆囊袋,將矽膠油注入原蛋形內膜,並埋入電動液壓寰,當心臟舒張時,電動液壓案將矽膠油經步進,馬達的換向機構從內膜導入囊袋,間接推動心房內的血液得以輸入至人工心臟血室,收縮時藉由步進馬達換相機構的切換,液壓表將矽膠油由囊包充入內膜,以推動血液由血室輸出至動脈。
二、人工心室輔助器則是協助血液循環,其中亦分為左心室輔助器、右心室輔助器、雙心室輔助器。
人工心臟始於1957年,是由美國克里夫蘭醫院的Willem J. Kolff及Akutsn所創造,該人工心臟為聚氯乙烯製成,利用空氣幫浦所控制,幫助狗多延續一個半小時的生命,此創舉正式開啟了全球人工心臟之研究。1964年,美國前總統詹森在美國國家衛生研究院成立了人工心臟計劃。直到1969年,德州休士頓心臟研究所的Denton A. Cooley將人工心臟首次植入到患者人體內,以作為該名患者在等待心臟移植手術前的暫時性使用,首例的人工心臟人體移植,維持患者長達約64小時生命。
2001年美國幾家醫院的醫師為一個由塑膠、鈦製成的AbioCor人工心臟進行臨床試驗,該人工心臟約葡萄柚大小,是由美國Abiomed公司所研發,為第一個完全植入式人工心臟裝置。
2014年法國醫材公司Carmat進行第二例人工心臟移植手術,該人工心臟設計為長期植入式人工心臟,使用年限約五年,重量約計900公克,為正常心臟三倍重,為聚氨酯高分子材料與生物材料組合所製成,心臟內部及血液接觸面部份採用牛心臟組織,減少塑料導致血塊產生的發生性,其心臟之運作則由外部可穿戴式的鋰電池供電,內部並搭載監控血液流動等功能之感測器。
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