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人造心脏瓣膜_

作者:admin 发布:2018-10-11 01:42 | 点击数:
当应力达到6至8Pa(60-80达因/厘米2)的水平时,触发血小板激活途径。与此有关的步骤目前尚不清楚,但引发始于血浆中的vWF与血小板上的GPIb的结合。随后大量的Ca2 离子流入,激活血小板。 GPIIb-IIIa促进扩增期间的血小板 - 血小板粘附。传播步骤仍在研究中。[需要的引证] 有三种主要类型的人造心脏瓣膜:机械瓣膜,生物瓣膜和组织工程瓣膜。 今天的机械心脏瓣膜非常可靠,可以让患者过上正常的生活。大多数机械阀门持续至少20至30年。[需要的引证] 这种类型的假肢最大的挑战是将来的移除困难。这是由于阀体和缝合环周围形成血管pan纤维。分开部件是非常费力的,保持完整的缝合环,这将用于新阀门的连接。 由金属制成的MHV由于金属的多晶特性也容易疲劳失效,但这对于热解碳MHV不是问题,因为这种材料本质上不是结晶的。[需要的引证] 由于所有模型都承受着高应力,机械心脏瓣膜植入患者需要抗凝治疗。生物假体不太容易发生凝血,但耐用性的折衷通常有利于他们在55岁以上的患者中使用。[需要的引证] 空化现象也可以使用流体力学来描述。这可能是由压力振荡,流动减速,尖端涡旋,流线收缩和挤压射流造成的。这最后一个原因是对汽蚀的最大贡献因素。当阀门关闭并且封堵器和阀壳体之间的血液被“挤出”以形成高速射流时,形成挤压射流。这反过来会产生强烈的旋涡,其压力很低,可能导致汽蚀。[需要的引证] p 一个 = V 米 一个 1 为了容易地移除旧的可替换生物假体,可以将其“支架”切割以拆除其框架,并且便于将其从缝合环中移除。[需要的引证] 2 P 小号 1 {\\ displaystyle P_ {1} {\\ frac {1} {2}} \\ rho _ {1} V_ {1} ^ {2} = P_ {2} {\\ frac {1} {2}} \\ rho _ {2} V_ {2} ^ {2}}  是平均收缩压/舒张压降(mmHg)。这是衡量假体阻止血液流过阀门的程度。较高的EOA对应较小的能量损失。性能指数(PI)通过阀门尺寸对EOA进行标准化,并且是阀门阻力特性的与尺寸无关的度量。 Bileaflet阀门通常具有比倾斜盘模型更高的PI,相比于笼式球模型,PI具有更高的PI。[需要的引证] [R 许多与MHV相关的并发症可以通过流体力学解释。例如,血栓形成是由阀的设计造成的高剪切应力的副作用。从工程角度来看,一个理想的心脏瓣膜将产生最小的压降,具有较小的返流量,最小化湍流,减少高应力的发生率,并且不会在瓣膜附近产生流动分离[需要的引证] {\\ displaystyle \\ rho} 2 人造心脏瓣膜是植入心脏瓣膜病患者心脏的装置。[1] [2]当四个心脏瓣膜中的一个发生故障时,医学选择可能是用人工瓣膜代替天然瓣膜。这需要开心手术。 V 当血液流过假体心脏瓣膜时,由于阀体内的横截面积减小,在瓣膜上出现突然的压降。这可以通过连续性方程和伯努利方程来量化: 米 {\\ displaystyle A_ {1} V_ {1} = A_ {2} V_ {2}} 哪里 2 Q 机械心脏瓣膜的一个主要缺点是患有这些植入物的患者需要一致的抗凝治疗。红细胞(RBC)和血小板损伤形成的血块可能阻塞血管并导致非常严重的后果。凝血发生在三种基本途径中的一种:组织因子暴露,血小板活化或异物接触激活,以及三个步骤:起始,扩增和增殖[需要的引证] Ë 阀门是人体心脏正常生理功能的组成部分。自然的心脏瓣膜演变成执行引导通过瓣膜结构从心脏的一个腔室到另一个腔室的单向血流的功能要求的形式。自然心脏瓣膜因各种病理原因而失去功能。一些病理学可能需要用心脏瓣膜假体完全手术置换自然心脏瓣膜[3]。 湍流和高剪切应力也是MHV的主要问题,因为它们会使阀壳或部件断裂,或导致血液损伤。大的流量梯度会导致这些因素,所以流量分离和停滞应尽可能小。在笼式球阀的环形射流的边缘处,在倾斜盘阀中的主孔口射流的边缘处的窄区域以及在双叶瓣膜中的瓣叶的紧邻远端的区域中产生高应力。这些压力造成的血液损伤的影响在下一节中讨论。[需要的引证] 小号 在二十世纪五十年代,Charles A. Hufnagel博士开发了一种人造心脏瓣膜。他的机械阀门由两部分组成,一个由笼子围绕的球体,这是球笼阀门的第一种变体。最初,笼子和球是用树脂玻璃制成的。由于移动的球和保持架之间的接触产生的噪音,球后来改为使用有机硅涂层材料。 机械阀门3D翻译 导致这种空化条件存在的瓣膜事件是MHV的闭合机制。已经确定了与阀门关闭有关的气蚀的几个原因。挤压流是空化现象,据说在闭合过程中封堵器接近壳体时发生空化现象,并且流体在封闭器和阀壳体之间被挤压而导致低压形成。水锤是由于阀塞与阀壳体接触时突然停止而引起的空穴现象。据说这种流体逆行惯性的突然减速使流体处于张力引起空化的状态。据说挤压流在封堵器的周缘唇部形成气泡云,而据说水锤被认为是闭塞罩处的瞬时气泡。[需要的引证] 自然心脏瓣膜的功能具有许多优点: ) ( 另一种类型的生物瓣膜利用生物组织来制作缝入金属框架中的小叶。该组织通常从牛或马的心包囊收获。由于其极其耐用的物理特性,心包囊尤其适用于瓣叶。这种生物瓣膜是非常有效的瓣膜置换手段。该组织被消毒,从而消除生物标志物,消除了宿主免疫系统的反应,这些小叶具有灵活性和耐用性,并且不需要患者在其余的一生中服用血液稀释剂[需要的引证] 2 一个 = p 1 在倾斜碟阀之后不久。第一个临床可用的倾斜盘阀是Bjork-Shiley阀,自1969年推出以来,经历了几次重大的设计更改。[需要的参数]倾斜盘阀有一个由金属支杆控制的单个圆形闭塞器。它们由ePTFE织物覆盖的金属环制成,缝合线缝合在该金属环中以便将瓣膜保持在位。金属环通过两个金属支架保持盘片,当心脏通过瓣膜泵送血液时,该盘片打开和关闭。该碟片通常由极其坚硬的碳材料(热解碳)制成,以使该碟片在不磨损的情况下可以运行多年。美敦力霍尔模型是美国最常见的倾斜盘设计。在某些型号的机械阀门中,光盘分为两部分,作为门打开和关闭。 {\\ displaystyle EOA(\\ mathrm {cm} ^ {2})= {\\ frac {Q_ {rms}} {51.6 {\\ sqrt {\\ Delta p}}}} \\} 与其生物假体相比,传统上认为机械心脏瓣膜更耐用。支撑和封堵器由热解碳或涂有热解碳的钛制成[需要引用],缝合环套是聚四氟乙烯(PTFE),聚酯或涤纶。[主要负载]主要负载来自在并且在阀门关闭之后,并且在发生结构性故障的情况下,通常由于封堵器对部件的影响。 第一个人造心脏瓣膜是球笼,它使用金属笼子来容纳有机硅弹性体球。当心脏腔内的血压超过腔外部的压力时,球被推向笼并允许血液流动。在心脏收缩完成时,腔室内的压力下降并低于阀门的压力,因此球体移向阀门底部形成密封。1952年,Charles A. Hufnagel植入笼球心脏瓣膜在10例患者中(6例在手术中幸存下来),标志着人造心脏瓣膜首次取得长期成功。类似的瓣膜由Miles“Lowell”Edwards和Albert Starr于1960年发明(通常称为Starr-Edwards Silastic球阀)。[需要的引证] 1960年9月21日,第一例人体植入物。[需要的引证]它由一个封闭在笼子中的硅胶球组成,笼子由来自阀壳的电线组成。高度倾向于形成血块,所以患者必须具有高度的抗凝,通常目标INR为2.5-3.5。[引用需要] Edwards Lifesciences于2007年停止生产Starr-Edwards瓣膜。[引用文献需要] V 1 ρ 2  是均方根收缩/舒张流速(cm³/ s)和 米 C 2 其中A代表横截面积,P代表压力, 1952年9月11日,Hufnagel博士首次将人体机械心脏瓣膜植入人体,并使用他开发的瓣膜。这一事件加速了其他人造心脏瓣膜的发展。[15] 一般来说,血液损伤会影响二尖瓣和主动脉瓣的瓣膜。主动脉瓣膜渗漏时高应力是由于瓣膜压力较高造成的,二尖瓣向前流动时发生高应力。瓣膜血栓形成在二尖瓣修复术中最常见。在控制这个问题方面,笼球模型比其他两个模型更好,因为它的血栓形成风险较低,而且在发生时是渐进的。双叶片比倾斜盘模型更适应这个问题,因为如果一个小叶停止工作,另一个仍然可以起作用。但是,如果铰链被阻塞,那么这两个小叶将停止运作。[需要的引证] 最近,研究人员开始努力在体外培养心脏瓣膜。将自体细胞接种在通常由生物可降解聚合物如PGA或PLA制成的支架上。脚手架起人造细胞外基质的作用,将组织生长引导至心脏瓣膜的正确3D结构。必须在培养物中模拟机械刺激以调节组织的体内生理应激。这些心脏瓣膜还没有达到临床trIALS。[5] 有两种基本类型的阀可用于瓣膜置换,机械和组织瓣膜。现代机械瓣膜可以无限期地持续使用(相当于超过5万年的加速瓣膜磨损测试仪)。然而,目前的机械心脏瓣膜都需要终生抗凝血剂(血液稀释剂)的治疗,例如,华法林,它需要每月进行血液检测来监测。这种血液稀释过程称为抗凝。相反,组织式心脏瓣膜不需要使用抗凝血药物,因为改善了血流动力学,导致红细胞损伤较少,因此血块形成较少。然而,它们的主要缺点是它们的有限寿命。由猪心脏瓣膜制成的传统组织瓣膜在需要更换之前平均持续15年[需要的引证],但在年轻患者中通常较少。 Δ Δ 所有MHV模型由于高剪切应力,停滞和流动分离而容易形成血栓。球笼设计在墙壁上经受高应力,可能破坏细胞,以及因滞流引起的高速逆流造成的流动分离。由于高速流动和停滞流动的组合,倾斜盘阀在阀支柱和阀盘后面流动分离。双叶片模型在向前和泄漏流动以及铰链区域中的相邻停滞流动时具有高应力。事实证明,铰链区是双叶虫最重要的部分,并且是血栓形成通常占优势的地方。 Bileaflet心脏瓣膜由两个半圆形小叶组成,这些半圆小叶绕连接在瓣膜外壳上的支柱旋转。这种设计是在1979年引入的[需要引用],虽然它们处理其他模型中出现的一些问题,但双叶片易受回流影响,因此它们不能被认为是理想的。但是,双叶瓣膜可以提供比球笼或倾斜盘植入物更加自然的血液流动。这些阀门的主要优点之一是它们能很好地被人体所接受。患者每天只需要少量血液稀释剂,以防止血液在流过阀时凝结。 作为心室压力曲线斜率(dP / dt)测量的左心室时间变化率被认为是空化潜力的最佳指标。大多数MHV研究仅在dP / dt远高于生理范围时才产生空化。然而,调查发现,几个倾斜盘阀和只有一个双叶阀,Edwards-Duromedics,在生理范围内产生空化。调查已多次证明,除Edwards Duramedics设计外,双叶瓣膜仅在远高于生理范围的dP / dt水平下形成空洞[需要的引证] Ø 机械心脏瓣膜也可能引起机械性溶血性贫血,红细胞在通过瓣膜时发生溶血。[需要的引证] 2 P 无论哪种情况,阀门的上游侧都会出现汽蚀现象。临床上,气蚀是二尖瓣位置中最主要的问题。由于突然的心室压力升高导致瓣膜闭合抵抗低左心房压力,这被认为是最坏的情况,因此空化发生的位置,该位置特别苛刻。空洞也被认为是造成血细胞损伤和血栓栓塞并发症风险增加的一个因素[引证需要] V 1 = 可植入式心脏瓣膜假体的可更换模型通常配有围绕阀体或支架的缝合或缝合环,缝合或缝合环将由外科医生缝合到瓣环边缘。[需要的参考文献] 机械阀门(圣弗朗西斯模型)3D翻译 可拆卸和可替换的心脏瓣膜假体模型的时间线: 机械或生物(生物瓣膜或“组织瓣膜”),植入式心脏瓣膜假体的可替换模型由两个或三个机械部件制成。齿轮连接机构通常使用线圈效应或卡口连接系统。[需要的引证] 2 Q ρ [R 生物瓣膜是动物的瓣膜,如猪,它们经历了几个化学过程,以使它们适合植入人体心脏。猪(或猪)心脏与人类心脏最相似,因此代表最适合替代的解剖学。猪瓣膜的植入是一种异种移植,也被称为异种移植,这意味着从一个物种(本例中是猪)移植到另一个物种。有一些与异种移植有关的风险,例如人体排斥异物的倾向,药物可以用来延缓这种效应,但并不总是成功的[需要的引证] 1 机械心脏瓣膜(MHV)是设计用于复制人体心脏自然瓣膜功能的假肢。人的心脏包含四个阀门:三尖瓣,肺动脉瓣,二尖瓣和主动脉瓣。它们的主要目的是保持畅通无阻的前向流动通过心脏并从心脏进入连接到心脏,肺动脉和主动脉的主要血管。由于许多疾病过程,包括后天性和先天性,四个心脏瓣膜中的任何一个都可能发生故障并导致狭窄(阻碍前向流动)和/或后向流动(返流)。任何一个过程都会使心脏负担沉重,并可能导致严重的问题,包括心力衰竭。机械心脏瓣膜旨在用其假体等效物代替患病心脏瓣膜。 51.6 空化是一个可能导致MHV失败的事件。尽管这是一种相对罕见的事件,但1988年Edwards-Duramedics bileaflet报告了有关气蚀损伤的20,000种植入物失败46次。从那以后,制造商已经将气蚀测试作为设计验证过程的重要部分。由于在给定温度下蒸发压力以下的局部压力下降,空化是流体中气态微泡的快速形成。当空化条件存在时,将形成气泡并且在压力恢复时它们将坍塌或内爆。此事件将导致压力或热冲击波和流体微射流损伤表面。已知这些热力学条件是MHV相关侵蚀的原因。[需要的引证] {\\ displaystyle Q_ {rms}} 阀的质量的一种度量是有效孔面积(EOA),其可以如下计算: 2 ρ 有三种主要类型的机械阀 - 球笼,倾斜盘和双叶阀 - 在这些设计上进行了许多修改。 冲击磨损和摩擦磨损决定了MHV材料的损失。冲击磨损通常发生在双叶片的铰链区域,倾斜盘中的封堵器和环之间以及球笼阀中的球和笼之间。摩擦磨损发生在倾斜盘中的封堵器和支柱之间,以及叶片枢轴和双叶片中的铰链腔之间。 在组织因子暴露途径中,当细胞破裂并暴露组织因子(TF)时开始起始。血浆因子(f)VII与TF结合并引发链激活fXa和fVa的链反应,fha和fVa彼此结合产生凝血酶,继而激活血小板和fVIII。血小板在起始阶段通过与受损组织结合而活化,并且纤维蛋白在繁殖阶段稳定血块。[需要的引证] 当fXII结合促凝血表面时,接触激活开始。这反过来激活前激肽释放酶(PK)和高分子量激肽原(HK)。最终,HKa-PK和HKa-fXI复合物在表面上形成。在扩增中,Hka-FXIa复合物将fIX活化为fIXa,从而形成凝血酶和血小板。蛋白质聚集在表面并促进血小板粘附和组织在繁殖阶段的生长。[需要的引证]  是密度,而V是速度。由于截面积减小,速度增加,压力下降。这种效果在笼式球阀中比在倾斜盘式和双叶式阀中更显着。为了补偿大的压降,需要较大的收缩压来驱动流动,所以应该尽可能减小。[需要的引证] 2 {\\ displaystyle \\ Delta p} 返流是阀门关闭运动和关闭后泄漏流量逆流的总和。它与阀门尺寸成正比,也取决于阀门类型。通常,笼式球阀的反流量很少,因为泄漏很少。倾盘式和双叶式阀门具有可比性,双叶阀门的回流量稍大。在这种情况下,生物假体优于MHV,因为它们几乎没有返流量。[需要的引证] 这些双叶阀的优点是它们具有更大的有效开口面积(对于单瓣阀而言,2.4-3.2平方厘米c.f. 1.5-2.1)。[也需要]此外,它们是人造瓣膜中血栓形成最少的。 1 美国,英国和欧盟使用最多的心脏瓣膜是那些利用组织瓣叶的心脏瓣膜。以下公司生产组织心脏瓣膜:爱德华兹生命科学,美敦力,圣裘德医疗,索林,美敦力ATS医疗,3F治疗,CryoLife和LifeNet Health [需要引用]

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