“中國每年有1000萬心臟衰竭的患者,其中(200-300)萬人因心衰而死亡。但是每年卻只有50個患者 有機會接受心臟移植手術。”這就需要大量的人工心臟或人工“泵”來代替心臟,研究人工心臟已少有30多年的歷史。
人工心臟早期曾采用過聚氯乙烯、聚氨酯、硅橡膠等材料,“杰維克-7”的人工心室由鋁和聚氨酯制成,隔膜也是聚氨酯樹模。人工心臟由钚原子電池驅動微型電機和壓力系統,控制壓縮空氣來維持人工心臟的工作。隨后改進的人工心臟在心室殼體使用過環氧樹酯、乙烯橡膠、聚砜、鈦合金,而隔膜使用了聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯共聚物。
人工心臟應用的塑料主要是聚醚型聚氨酯類材料,具有耐多次彎折、彈性和順應性好、抗老化性、組織相容性和血液相容性好的特點。心臟瓣膜是心臟內防止血液倒流的單向閥門。在臨床上使用的塑料制成的機械瓣,主要由甲基乙烯基硅橡膠制成。人工血管要求無凝結、防滲漏、抗斷裂、不引起過敏,高質量的人造血管還應避免排異反應。一般選用的材料有聚氨酯、聚四氟乙烯、聚氨酯纖維等。心臟導管主要應用于先天性心臟、風濕性心臟病、肺心病等心臟介入檢查和治療。而目前應用制作心臟導管的主要材料已由初的聚氯乙烯、聚四氟乙烯改為聚氨酯材料。
聚氨酯材料的特點:
聚氨酯是由軟鏈段和硬鏈段交替鑲嵌組成的、含有許多-NHCOO-基團的極性高聚物,通過選擇適當的軟、硬鏈段結構及其比例,就可合成出既具有良好的物理 機械性能,又具有血液相容性和生物相容性的醫用高分子材料。聚氨酯之所以能廣泛應用于生物醫學領域,與它所具備的優異性能是分不開的。其主要性能如下:
1.優良的抗凝血性能 ;
2.毒性試驗結果符合醫用要求 ;
3.臨床應用中生物相容性好,無致畸變作用,無過敏反應,可解決天然膠乳醫用制品固有的“蛋白質過敏”和“致癌物亞硝胺析出”兩大難題,從而成為許多天然膠乳醫用制品的換代材料;
4.具有優良的韌性和彈性,加工性能好,加工方式多樣,是制作各類醫用彈性體制品的材料 ;
5.具有優異的耐磨性能、軟觸感、耐濕氣性、耐多種化學藥品性能 ;
6.能采用通常的方法滅菌,暴露在X射線下性能不變。