人工心脏肌肉技术
摘要：心脏肌肉功能减弱或完全无法工作是危害人体生命健康的重大疾病。人工心脏肌肉有荷代坏死的目然心脏肌肉，恢复心脏功能的潜能。本文训论了拭于组织lll程和智能丰习料的性能及其与自然心脏肌肉的比较，重点介绍了在研制基于形状记忆合金和离子聚合金属合成物人工心脏肌肉方面，人们所作的努力。
关键词：人工肌肉；形状记忆合金；离子聚合金属
O引言
当心肌梗死发生时，冠状动脉内的凝块阻止了心肌供血，导致了这个区域内的心肌坏死。坏死的心肌失去收缩能力，剩余的心肌需要补偿坏死的部分，但坏死部分却能再生。心脏病和滤过性病毒所引起的疾病都能使心脏肌肉功能减弱和泵血量减少。但此时，心脏仍然有足够的能量去维持牛命，只是不能在运动的时候提供足够的血输出量。当心脏肌肉的功能减弱或完全无法工作时，****的方法就是做心脏移植手术。但是全世界每年捐赠出来的自然心脏数目非常有限，很多患者都失去了生存的机会”。因此，人们直都希望能够研究出能够代替心脏功能的人心脏，或人工心脏肌肉替代坏死的心肌。
人工心脏是用机械或生物机械的手段部分或全部替代心脏的泵功能，维持伞身血液循环功能的治疗方法，但是这种方法目前也存在有很多问题。第一，快速旋转的叶轮会破坏红细胞并会引起血栓；第二，为l『防止人体对血泵的排斥性，必须服用的人量抗凝的药物，而这些药物会降低人体的免疫性。为避免与血液接触引起的生物兼容性问题，人们也一直在研究人工心脏肌肉。期望利用人工心脏肌肉裹在心脏外侧替代心肌坏死部分，通过心脏按摩的办法，帮助衰弱的心脏恢复功能。这种基于人工心脏肌肉的方法具有非常诱人的前景，是目前国际上研究热点之，尤其是在组织工程方面。本文主要讨论人心脏肌肉技术。
1人工心脏肌肉的原理和分类
人工心脏肌肉是一种跟自然心脏肌肉具有相似特性的人上材料，它和自然心脏肌肉一样具有弹性和刚性，并能在外界的刺激，产生伸缩、弯曲等多种形式的力学州应。根据材料制作方法的区别，人工心脏肌肉主要有两类，一类是利用组织工程的方法制作人工心脏肌肉；另一类是利用智能材料对外界刺激的反应。
1 1组织工程方法
组织工程是利用生命科学和工程学的原理，将一体活细胞种植于支架l，自体细胞在支架E生长并产生细胞外基质，逐渐对原来的支架进行改建，最终形成人的心脏肌肉。图l所示是密西根大学人工心脏实验章研制的人工心脏肌肉。这种人工心脏肌肉利用老鼠心脏细胞生长在血纤维凝胶h这眦细胞形成心肌组织后，血纤维脱落或降解。实验表明在在纤维凝胶布上层层上百万的心肌细胞后，只要四天就可以收缩，产生的收缩力达80毫牛顿尽管收缩力和自然心脏的收缩…fi~，H．～kk然比较小，但这种基于组织工程的人工心脏肌肉增添了研制成功可实用人工心脏肌肉的信心。
1 2基于智能材料的人工心脏肌肉
除了组织工程的方法外，另一类是通过某些材料在外界能量作用，产生类似生物肌肉特幽1密西根大学人l_l心脏实验室研制的人上心脏肌肉性的～A T…H rl。t，~j材料p J。这些材料主要有：形状记忆合金、导电聚合物、碳纳米管、液品弹性体、聚合物凝胶、压电材料和磁敏材料等。
由于人工心脏肌肉是直接作用在心脏的外表面上，替代梗死的心脏肌肉。冈此，有必要将主要的人lI_肌肉材料和心脏肌肉进行性能比较，以确定哪些人工肌肉材料，有可以用作人工心脏肛肉材料的潜能。具体参数比较，如表l所示。
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