人工器官论文

1、人工器官全球医学界最大的挑战之人工肝脏刘书华生命科学与生物制药学院、生物科学10学号：1009503128摘要：人工肝脏的概念是20世纪50年代Sorrentino提出，当时有学者在体外和体内研究中发 现肝细胞匀浆和肝脏组织片可以发挥代谢酮体、血氨、巴比妥及合成蛋白功能，Sorrentino在 此基础上，结合当时人工肾脏(Artificial kidney)的概念，提出“人工肝脏”的概念。关键词：人工肝；生物人工肝；人工培养；物理合成；化学合成Artificial organsOf the worlds greatest challenges in the medical field- art

2、ificial liverShuhua LiSchool of life science and bio-pharmaceutical, biological sciences, 10Student ID : 1009503128Abstract: Concepts of artificial liver was raised in the 1950 of the 20th cent ury,Sorrentino, when found in the in vitro and in vivo studies scholars homogenized li ver cells and hepat

3、ic tissue blood ammonia of metabolic ketone bodies, can play, ph enobarbital and synthetic protein function, Sorrentino on this basis, combined withthe artificial kidney (Artificial kidney) concept, put forward the artificial liv er concept.Keyword: Artificial liver; bioartificial liver; cultured; p

4、hysical synthesis, and chemical synthesis1、引言人工肝脏即应用人工合成的装置，来发挥肝脏的各项功能。该装置包括各种血液分离、物理透 析吸附、化学合成、生物代谢及一些辅助设备，支持替代肝脏的功能现代人工肝也涵盖了肝脏的 合成、分解、代谢、凝血功能等。人工肝脏的发展很迅速，但是它的发展，也是像其他人工器官 一样，很困难的进步着。面对社会上的种种盗窃器官事件，我们在好好保护我们自己的的器官， 好好锻炼身体的前提下，科学家们要好好发展研究人工器官。让人工器官造福人类。2、人工肝脏的分类人工肝脏可分为非生物人工肝脏、生物人工肝脏和中间型人工肝脏。2.1机械人工肝

5、又成为非生物人工肝。该类装置的核心反应器部分不含有生物成分，而仅仅使用透析膜系统 或吸附器装置进行物理、化学方式进行肝脏功能替代。主要发挥肝脏解毒功能。该类人工肝包括 血液透析、血液吸附、血液滤过等。在人工肝概念提出后数十年，该型人工肝获得长足进步，即 使进入21世纪，该技术仍然在临床广泛应用，部分技术更被与、中间型生物人工肝或生物人工 肝装置组合使用，以进一步增加疗效。但是资料表明该型人工肝可以显著降低肝功能衰竭患者体 内的一些毒性物质，并改善肝功能衰竭的肝性脑病等症状，但不能降低死亡率。2.2中间型人工肝该型人工肝主要是指血浆置换，它是一种介于机械人工肝和生物人工肝之间的方法，血浆 置换的

6、反应器系统是应用机械装置将患者血浆分离出来，再直接将之应用正常人捐献的血浆进行 替换，从而不仅达到降低患者体内各种毒素的功能，特别是可以清除掉一些大分子毒素，而且还 可以补充一些重要物质，如蛋白、调理素、凝血因子等活性物质。正是这种应用机械的方法，但 是却可以发挥类似生物肝脏功能的特点，学术界将之单独归为中间型人工肝。2.3生物人工肝由于肝脏生物功能复杂，应用机械型人工肝可以达到降低体内多种毒素的作用，但是其他 多种生物功能需要利用肝细胞进行替代支持，使尽可能完善的发挥替代肝脏的作用。这种应用分 离培养的同种或异种肝细胞结合中空纤维管构建的人工肝装置称为生物人工肝。理论上该种人工 肝最符合生理

7、功能支持，但是由于肝细胞的来源、异体病毒感染等因素影响，现代生物人工肝仍 然处于临床实验研究阶段，大范围推广仍有待时日。表1：人工肝脏分类分型I型（非生物型）血液透析、血液滤过、血液灌流II型（中间型）血浆置换、输血、细胞移植III型（生物型）肝脏灌注、体外生物反应装置组合型生物人工肝2.4现代人工肝脏装置系统现代人工肝脏装置系统已经较人工肝发展初期有了巨大进展，但是仍然由两个基本部分组 成：血液体外循环系统和反应器系统。前者包括血液流出管路、血液流入管路、血液泵及一些检 测、控制、加温装置，在自带微机的控制下，达到半自动化运行状态；后者则是整个人工肝的心 脏，也是现代研究最为活跃的医学领域之

8、一。不同的人工肝系统，反应器系统部分差别巨大。反 应器系统包括反应器装置及反应器辅助循环装置，简单系统仅单个反应器和单套辅助装置，例如 单纯血液透析、血液吸附等，复杂系统则含有多个反应器装置、甚至多套辅助装置，例如组合型 生物人工肝。不同的人工肝系统发挥的功能由于反应器系统的不同而千差万别，在临床使用过程 中，需根据需要，个体化应用。3、人工肝脏临床应用及意义人工肝脏发展至今，已经出现多种治疗模式，从开始的单纯血液透析、血液灌流、血液滤过、 血浆置换等，发展到连续血液透析技术、连续血液滤过技术、非生物人工肝组合使用技术、生物 人工肝技术及组合型生物人工肝技术。人工肝脏可以发挥较佳的短时间肝脏支

9、持替代功能，在急 性肝功能衰竭患者、肝功能不全患者、慢性肝功能衰竭患者等待肝脏移植过程中都可以得到良好 应用效果。3.1人工肝脏临床应用适应症3 .1.1急性肝功能衰竭(acute liver failure ):急性肝功能衰竭是没有肝病基础而短时间 出现黄疸、脑病等一些列症状的临床综合征，一般而言起包括四个主要要素：既往没有肝脏病史、 出现症状是由严重肝损害导致、首发症状出现8周内出现肝性脑病症状、具有可逆性。急性肝功 能衰竭的病因在于急性的肝损害导致机体有效肝脏细胞减少，不能够适应机体代谢需要，从而出 现肝性脑病等一些列症状。在治疗过程中，除了要首先排除掉导致肝损害的病因外，非常重要的 一

10、点即是采取有效的手段，挽救那些濒临死亡的肝脏细胞。人工肝支持系统可以起到很好的该作 用效果。研究表明：人工肝在急性肝功能衰竭患者中的应用不仅可以发挥临时肝脏功能替代作用，而且还 可以彻底打断毒性物质导致肝细胞进一步坏死的恶性循环，一定程度上还可以发挥促进肝脏再生 作用。统计表明，正是由于人工肝及多种现代技术的应用，急性肝功能衰竭的死亡率已经从50 余年前的90%以上，下降到现今的10-30%，有作者报道甚至达到0%。3 . 1 . 2慢性肝功能衰竭(Chronic liver failure ):与急性肝功能衰竭不同，慢性肝功能 衰竭患者的肝功能丧失是一种缓慢、长期累积的过程，其没有爆发式的肝

11、脏组织坏死。慢性活动 性肝炎及失代偿性肝硬化最终都可以导致慢性肝功能衰竭。由于慢性肝功能衰竭的病理生理在于长期累积的肝细胞损伤，其治疗方法单纯内科处理不能够完 全逆转该过程，但是并不表明内科治疗没有作用。现代针对慢性肝功能衰竭最有效的治疗方法就 是人工肝结合肝脏移植。应用人工肝支持慢性肝功能衰竭，使患者一般状况好转，同时延长患者 生命，等待肝脏供体。3 . 1. 3肝脏移植术后原发性肝脏无功能：原发性肝脏无功能是肝脏移植术后最严重并发症 之一，至今其病因未明，可能与缺血再灌注损伤、血管栓塞、免疫排斥等因素相关。发生原发性 肝脏无功能则后果严重，死亡率非常高，唯一解救办法是再移植。在患者等待供体

12、再次移植前， 可以应用人工肝对患者进行支持，可以达到短时间的肝脏替代。3 . 1 . 4外科极限肝切除后肝脏功能不全的支持：在肝脏外科手术围手术期，有相当部分由 于进行了极限肝脏切除，短期患者肝脏功能不能够完全恢复，有些患者甚至出现体内毒性物质聚 集进而导致进一步的肝细胞损伤之恶性循环。为了防止该种情况出现，临床可以短时间应用人工 肝对该类患者进行支持，使之剩余肝脏可以得到再生恢复，成功度过围手术期。3 . 1. 5肝硬化失代偿期患者的围手术期支持：肝脏硬化患者，特别是失代偿期患者进行手 术风险极大，一般认为，失代偿期患者不适宜进行手术，但是如果手术确实必须进行，此时可以 在权衡利弊的基础上，

13、应用人工肝对该类患者短期肝功能支持，使之肝功能改善，以成功度过围 手术期的手术创伤打击。3.2人工肝脏解毒作用表2：人工肝脏解毒作用人工肝装置解毒作用血液透析氨、硫醇、GABA血液滤过部分芳香族氨基酸、内毒素、短链脂肪酸、胆酸、胆红素、硫醇、酚类、一氧化氮、部分炎性因子血液灌流氨、炎性因子、胆酸、胆红素、硫醇、酚类血浆置换氨、短链脂肪酸、胆酸、胆红素、硫醇、酚类、一氧化氮、 部分芳香族氨基酸、内毒素、部分炎性因子和药物3.3人工肝脏的临床意义人工肝脏的临床应用，使现今的肝脏疾病诊疗进入了一个全新的阶段，它提供给临床医生一种 进行短时间肝脏功能替代的方法，使在一定程度上达到纠正机体肝功能失代偿-

14、毒性物质聚集- 进一步肝细胞损伤这样一个恶性循环，保护了濒临死亡的肝细胞，促进剩余肝细胞的再生，同时 还可以降低体内内毒素及炎性细胞因子的水平，改善多个脏器的功能，明显改善急性肝功能衰竭 患者的存活率，与肝脏移植结合使用已经成为治疗肝功能衰竭的最有效方法。但是也需要看到， 现在的人工肝与正常肝脏还具有相当的距离，还没有达到可以长时间支持肝功能的目的，生物人 工肝虽然具有了肝脏复杂功能的雏形，但是构造远没有完善。4、尾言人们在看到科学的不断进步，医学智能的不断发展，仿佛看到了希望，就觉得生命固然宝贵， 但以现在的医疗，我们可以重新获得一些器官，而不用就此而没了性命，就觉得我有钱我就可以 活的更长。但是，这是个很错误的想法，虽然人工器官的发展迅速，但没有一个人工的东西可以 造的和天然的一