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 宜宾市第二人民医院  健康课堂 

机械瓣膜的发展史  

上一条  发布日期:2009-11-22 01:37:03 点击次数:15277   下一条

第一代人造机械瓣--笼球瓣(1960年)
     外科于1960年笼球瓣开始应用于临床,开创了第一代人造机械瓣膜——笼球瓣
笼球瓣的基本结构

      1、笼样瓣架,四根瓣柱不锈钢铸成,
      2、球状阀体,硅橡胶、金属或热解炭制成,
      3、形成瓣膜的功能,球在笼架内上下活动。

笼球瓣的主要问题是

       1.跨瓣压差高;
       2.过瓣血流为侧流,形成涡流区,血栓塞率高;
       3.溶血;
       4.瓣架高 造成左室流出道梗阻和室间隔刺激。

虽然对笼球瓣进行了无数次改进,但因其难以克服的缺陷,很快被新的一代机械瓣膜所替代。
针对笼球瓣支架过高的缺点,为降低瓣架,改善血流动力学,减轻瓣膜重量。1964年出现了笼碟瓣
 
 
第二代人造机械瓣---笼碟瓣(1964年)
 
       1964年出现了笼碟瓣,其成为第二代人造机械瓣膜,笼碟瓣的基本原理为活塞式中心碟片,阀体多数采用透镜状碟片,其活动受垂直于血,流轴的平面调整,开放时过瓣血流通过其小的侧孔。
笼碟瓣的问题是
       1.跨瓣压差很高,
       2.碟片活动范围小,易导致机械失灵,
       3.结构损坏发生率过高。

    虽然经过多次改进,随着侧倾碟瓣的问世,笼碟瓣已全部被淘汰,但笼碟瓣开创了低瓣架设计的先例,为侧倾碟瓣和双叶瓣的发展奠定了基础。
第三代人造机械瓣——侧倾碟瓣  (1969年) 
    1969年第三代人造机械瓣膜,侧倾碟瓣问世,它从笼碟瓣的过瓣血流侧流型改为半中心血流,使血流动力学得到明显改善,术后瓣膜有关的合并症降到很低的水平,侧倾碟瓣在临床中应用仍占很大比例,常用瓣有Medtronic-Hall, Sorin, Bjork-S hiley等。
 第四代人造机械瓣----双叶瓣(1980年)
    1980年以St.Jude Medical为代表的双叶瓣问世,机械瓣的研究进入第四代,双叶瓣的启闭原理接近自然瓣,为中心血流,明显改善了血流动力学性能及流场,使与瓣膜有关的并发症降低到一个新的水平,常见的双叶瓣有 St. Jude Medical, ATS,Sorin Bicarbon, CarboMedcs等。

    在70年代以前换瓣手术的手术死亡率较高,二尖瓣与主动脉瓣置换术死亡率约为20%,晚期死亡率为25%,80年代以后,换瓣手术达到成熟阶段,其手术死亡率已降为4%以下,换瓣为常规手术,并取得良好的效果。从此也使换瓣工作者开始向复杂难度大的心脏瓣膜置换手术进军如
      1、复杂多瓣膜置换手术,
      2、巨大心室换瓣术,
      3、二次手术换瓣术,
      4、换瓣加冠脉搭桥术,
      5、瓣膜置换加主动脉置换手术。

心脏机械瓣组成

      心脏机械瓣组成由金属瓣架涤纶瓣环碳纤维瓣组成。

1、心脏机械瓣膜类型分为 
      ①笼-球瓣有Star-Edwards;Braunwald-Cutter;Smeloff-Cutter;Magovem-Cromie。
      ②倾-蝶瓣有 Björk-Shile y;Björk-Shiley凹凸型;Medtronic-Hall;Lilihei-Kaster;Omniscience;Sorin。
     ③双叶瓣有 St.Jude Medical;Carbomedics;Duromedics。

2、生物瓣
       完整一段牛颈静脉瓣;
      自体或牛、猪心包猪瓣膜(无支架);
      猪瓣膜(有支架);
      HancockⅠ型;
      HancockⅡ型;
      Hancock MO(瓣口改良);
      Carpentier-Edwards;
     C/E Duraflex;
     Medtronic Intact;
     Bioimplant。
    心包瓣Lonescu-shiley;
    Carpentier-Edwards 心包瓣;
    Mitroflow;
    同种移植物瓣(自体心包)

       3、塑料瓣膜

      4、组织工程瓣膜。


生物瓣膜优点:
        1、自然瓣膜的原有外形
        2、无声响
        3、无溶血
        4、低血栓发生率
        5、良好的血流动力学
        6、不需终身抗凝等。

         目前,全世界每年有15万例的瓣膜置换手术,生物瓣的使用约占30 %,我国80 年代的使用率曾高达70%。

生物瓣膜缺点:
      1、生物瓣膜老化
      2、退行性变及衰变( Failure)
      3、使用不耐久性 (15-20年,60岁以上的老年使用)。

组织工程瓣膜:
1、研究热点
2、起步阶段
3、构建一个满意和实用的组织工程心脏瓣膜,仍有不少问题需要解决,诸如
        ⑴可降解材料机械性质、理化性能达到天然细胞外基质(ECM)要求还尚远,
        ⑵种子细胞的筛选、种植和在三维空间载体上的生长分化,并保持功能问题还有待解决,
        ⑶体外构建和模拟体内环境困难仍很大,
        ⑷移植细胞的基因表达及信号调控均有待进一步研究和揭示。

机械瓣膜由碳纤维做瓣片,锈钢材料做瓣架,涤纶做瓣环,机械性能较理想,组织相容性较差,血液与瓣膜材料接触时会形成血栓,机械瓣膜其耐久性极佳,为外科手术植入首选瓣膜替换物。

目前所置换的机械瓣膜为90%以上,自1960年以来,机械瓣膜历经1、笼球瓣2、笼碟瓣3、侧倾碟瓣4、双叶瓣,先后有近80余种机械瓣膜问世及临床应用,换瓣手术成为治疗患有严重心脏瓣膜病变病人的有效治疗手段。

机械瓣膜缺点
      1、机械瓣膜和瓣轴的断裂,瓣膜表面血栓形成,均可导致瓣膜失灵
      2、缝合机械瓣膜造成的瓣周漏这些都是患者直接死亡或心衰死亡的主要并发症之一
      3、机械瓣膜植入后患者需要终生抗凝,增加了患者的医药负担
      4、老龄患者手术风险较大
      5、植入后跨瓣压差仍存在,有的患者高达20mmHg。
本文作者:沈长军 [本条信息由 胸心外科 吴远林 上传]

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