医学专题—人工肝支持系统和肝移植21795.ppt
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1、人工人工(rngng)肝支持系统肝支持系统和肝移植和肝移植第一页,共七十九页。人工肝支持系统人工肝支持系统 人工肝脏,又称人工肝脏支持系统,人工肝脏,又称人工肝脏支持系统,是采用非药物性手段或装置暂时支持肝是采用非药物性手段或装置暂时支持肝脏以维持患者生命,初步纠正肝功能脏以维持患者生命,初步纠正肝功能(gngnng)(gngnng)衰竭所引起的严重代谢紊乱,清除衰竭所引起的严重代谢紊乱,清除体内蓄积的各种毒性物质,使病变的肝体内蓄积的各种毒性物质,使病变的肝脏有时间和条件通过再生逐渐恢复其原脏有时间和条件通过再生逐渐恢复其原有的结构和功能有的结构和功能(gngnng)(gngnng)而获得生
2、存的一种而获得生存的一种治疗方法。治疗方法。第二页,共七十九页。一、概述一、概述 5050年代,年代,MerrillMerrill首先用血液透析首先用血液透析方法治疗肝功能衰竭的患者。方法治疗肝功能衰竭的患者。19561956年,年,SorrentionSorrention证实新鲜肝脏匀浆证实新鲜肝脏匀浆(yn jin)(yn jin)的解的解毒能力,首次提出了毒能力,首次提出了“人工肝人工肝”的概念。的概念。此后的几十年内,人工肝的研究虽然取此后的几十年内,人工肝的研究虽然取得了一定的进展,但疗效欠佳。得了一定的进展,但疗效欠佳。第三页,共七十九页。概概 述述 NybergNyberg等人统
3、计等人统计19761976年以前年以前物理人工肝装置物理人工肝装置(zhungzh)(zhungzh),肝性脑病改善,肝性脑病改善率为率为68%68%,生存率仅为,生存率仅为28%28%。因此,人工。因此,人工肝的系统研究虽然已有近半个世纪的历肝的系统研究虽然已有近半个世纪的历史,但长期以来一直处于徘徊状态,直史,但长期以来一直处于徘徊状态,直至采用培养肝细胞为材料的生物人工肝至采用培养肝细胞为材料的生物人工肝(bioartificial liverbioartificial liver)的出现,才)的出现,才再次掀起了该领域的研究热潮,并取得再次掀起了该领域的研究热潮,并取得了较大进展。了较
4、大进展。第四页,共七十九页。概概 述述一人工一人工(rngng)肝支持系统的分类肝支持系统的分类1 1、物理性人工肝辅助物理性人工肝辅助(fzh)(fzh)(1 1)血液透析;)血液透析;(2 2)血液滤过;)血液滤过;(3 3)血液灌流;)血液灌流;(4 4)血浆分离;)血浆分离;(5 5)分子吸附再循环装置)分子吸附再循环装置(molecular absorbents recirculation system,MARS)第五页,共七十九页。概概 述述分分 类类 2 2、生物人工肝、生物人工肝(1 1)体外人工肝辅助)体外人工肝辅助(fzh)(fzh)系统系统(2 2)体内肝细胞移植)体内肝
5、细胞移植3 3、混合生物人工肝、混合生物人工肝第六页,共七十九页。概概 述述二适应症二适应症1、急性急性(jxng)(jxng)、亚急性、亚急性(jxng)(jxng)或慢性重症病或慢性重症病毒性肝炎;毒性肝炎;2、中毒性肝脏损伤;中毒性肝脏损伤;3、高胆红素血症;、高胆红素血症;4、各类型肝硬化的失代偿期,或肝硬、各类型肝硬化的失代偿期,或肝硬化病人已做过分流术又产生肝功能不化病人已做过分流术又产生肝功能不全或屡发门全或屡发门体循环性脑病;体循环性脑病;第七页,共七十九页。5、肝移植前的肝移植前的“待肝期待肝期”;6、肝脏手术后的无功能或低功能状态;肝脏手术后的无功能或低功能状态;7、肝移植
6、后,经过若干时间肝移植后,经过若干时间(shjin)产生不产生不可逆的排异或其他原因,又出现肝昏迷的可逆的排异或其他原因,又出现肝昏迷的预兆者;预兆者;概概 述述适应症适应症第八页,共七十九页。8、肝功能衰竭的严重肝功能衰竭的严重(ynzhng)(ynzhng)并发症,如并发症,如肝肾综合症、心衰、脓毒血症;肝肾综合症、心衰、脓毒血症;9、先天性非溶血性黄疸,尤其应用于治先天性非溶血性黄疸,尤其应用于治疗疗Crigler-NajjarCrigler-Najjar综合征;综合征;10、蛋白结合药物的急性中毒。、蛋白结合药物的急性中毒。概概 述述适应症适应症第九页,共七十九页。三禁忌症三禁忌症1
7、1、心肺功能不全的病人;、心肺功能不全的病人;2 2、各种原因引起的末梢循环衰竭、各种原因引起的末梢循环衰竭3 3、出凝血机制、出凝血机制(jzh)(jzh)明显异常者;明显异常者;4 4、病人高度烦躁,不能安静卧床者。、病人高度烦躁,不能安静卧床者。第十页,共七十九页。二、物理性人工肝辅助装置二、物理性人工肝辅助装置一血液透析一血液透析(Hemodialysis,HD)(Hemodialysis,HD)主要是通过半透膜把血液与透析液隔主要是通过半透膜把血液与透析液隔 开,中小分子物质借助浓度梯度在膜的两开,中小分子物质借助浓度梯度在膜的两侧弥散,从而侧弥散,从而(cng r)(cng r)达
8、到清除血液中的毒性达到清除血液中的毒性物质的目的。物质的目的。第十一页,共七十九页。血液血液(xuy)透透析析 早期常用的为铜纺膜,可滤过相早期常用的为铜纺膜,可滤过相对分子量对分子量10001000以内的低分子物质,但以内的低分子物质,但某些引起肝性脑病的毒性物质,不能某些引起肝性脑病的毒性物质,不能被一般透析膜清除。被一般透析膜清除。第十二页,共七十九页。后采用聚丙烯腈膜,可滤过后采用聚丙烯腈膜,可滤过(l u)(l u)相对相对分子量在分子量在1500015000以内的物质,能有效去除以内的物质,能有效去除氨、游离脂肪酸及胆汁、尿素、肌酐及氨、游离脂肪酸及胆汁、尿素、肌酐及无机磷酸盐等小
9、分子物质。无机磷酸盐等小分子物质。血液血液(xuy)透析透析第十三页,共七十九页。二血液滤过二血液滤过(Hemofilitration,HF)主要通过采用孔径较大(平均为主要通过采用孔径较大(平均为100A100A)的膜,依靠液体)的膜,依靠液体(yt)(yt)静压力差作静压力差作为跨膜压,通过对流作用使血液中的毒为跨膜压,通过对流作用使血液中的毒物经膜滤过而清除。物经膜滤过而清除。第十四页,共七十九页。滤滤过过膜膜为为聚聚丙丙烯烯腈腈膜膜或或聚聚砜砜支支撑撑的的中中空空滤滤过过器器,可可以以(ky)滤滤过过水水分分、电电解解质质及及相对分子量中等或小的代谢产物。相对分子量中等或小的代谢产物。
10、血液血液(xuy)滤过滤过第十五页,共七十九页。YoshibaYoshiba等等采采用用新新型型膜膜材材料料三三醋醋酸酸纤纤维维膜膜及及聚聚甲甲基基丙丙烯烯酸酸甲甲酯酯膜膜制制成成中中空空纤纤维维血血液液透透析析滤滤过过器器。此此膜膜孔孔径径(kngjng)(kngjng)比比聚聚丙丙烯烯腈腈膜膜更更大大,能能使使蛋蛋白白质质分分子子通通过。过。血液血液(xuy)滤过滤过第十六页,共七十九页。用用血血液液滤滤过过治治疗疗病病人人时时,体体内内必必需需物物质质丧丧失失较较为为严严重重,临临床床上上要要注注意意及及时时予予以以(yy)纠正。纠正。血液血液(xuy)滤滤过过 第十七页,共七十九页。血
11、血液液灌灌注注(hemoperfusion,Hp)是是一一种种血血液液净净化化装装置置。基基本本装装置置是是一一灌灌流流柱柱,柱柱中中有有吸吸附附剂剂.灌灌流流柱柱的的输输出出管管接接患患者者的的动动脉脉,输输入入管管接接患患者者的的静静脉脉,构构成成一一体体外外分分流流.所所用用吸吸附附剂剂包包括括树树脂脂、活活性性炭炭、聚聚苯苯乙乙烯烯纤纤维维、清清蛋蛋白白(dnbi)(dnbi)琼琼脂脂糖糖电电泳泳凝凝胶胶等。等。第十八页,共七十九页。血液灌注血液灌注1 1、树脂、树脂 为网状高分子聚合物,一般为离为网状高分子聚合物,一般为离子交换树脂和非离子交换树脂。其有良好子交换树脂和非离子交换树脂
12、。其有良好的吸附性能。由于其血液组织的吸附性能。由于其血液组织(zzh)(zzh)相容性差,相容性差,易引起血液有形成分明显减少(白细胞下易引起血液有形成分明显减少(白细胞下降降60-80%60-80%,血小板下降,血小板下降60-98%60-98%),加重出),加重出血倾向,因而临床应用受到限制。血倾向,因而临床应用受到限制。第十九页,共七十九页。血液血液(xuy)(xuy)灌注灌注2 2、活性炭、活性炭 为一多孔非极性吸附剂,可以吸附相为一多孔非极性吸附剂,可以吸附相对分子量在对分子量在300-1500300-1500的多种物质。由于常的多种物质。由于常出现炭微粒性肺栓塞、低血压、血小板被
13、出现炭微粒性肺栓塞、低血压、血小板被吸附和损伤等不良反应,在临床上曾一度吸附和损伤等不良反应,在临床上曾一度被废弃。近年来,对活性炭颗粒大小、制被废弃。近年来,对活性炭颗粒大小、制作方法进行改进,才得以迅速发展。作方法进行改进,才得以迅速发展。第二十页,共七十九页。3、清蛋白琼脂凝胶法、清蛋白琼脂凝胶法 又称亲和层析法。其基本又称亲和层析法。其基本(jbn)装置为装置为人血清的蛋白分子与琼脂小珠结合。此人血清的蛋白分子与琼脂小珠结合。此法可选择性清除血液中的某些物质,主法可选择性清除血液中的某些物质,主要清除与蛋白质紧密结合的物质。要清除与蛋白质紧密结合的物质。血液血液(xuy)灌注灌注第二十
14、一页,共七十九页。四血浆分离四血浆分离 又称血液置换。将病人血液引入血又称血液置换。将病人血液引入血浆分离器,分离血浆,再将健康人的血浆浆分离器,分离血浆,再将健康人的血浆置换,或者将分离出的患者血浆直接通过置换,或者将分离出的患者血浆直接通过(tnggu)吸附装置吸附后再回输至患者。吸附装置吸附后再回输至患者。第二十二页,共七十九页。该方法可清除活化的血栓产物,该方法可清除活化的血栓产物,选择性地去除选择性地去除(q ch)与血浆蛋白分子相结与血浆蛋白分子相结合的分子病理成分(如内毒素、免疫合的分子病理成分(如内毒素、免疫复合物)及中、小分子物质。复合物)及中、小分子物质。血浆血浆(xuji
15、ng)分离分离第二十三页,共七十九页。同时可补充肝功能衰竭病人所缺乏的凝同时可补充肝功能衰竭病人所缺乏的凝血因子、清蛋白、调理素等多种生物血因子、清蛋白、调理素等多种生物(shngw)活性物质,因而对肝功能衰竭的抢活性物质,因而对肝功能衰竭的抢救尤为适宜。救尤为适宜。血浆血浆(xujing)分离分离第二十四页,共七十九页。国外常用多孔膜材料制成的中空纤维管国外常用多孔膜材料制成的中空纤维管型血浆分离器,并配有自动控制装置。型血浆分离器,并配有自动控制装置。用此法治疗苏醒率较高,但脑水肿常不用此法治疗苏醒率较高,但脑水肿常不可避免的要发生,因此病死率降低不明可避免的要发生,因此病死率降低不明显。
16、并可引起显。并可引起(ynq)(ynq)空气栓塞、感染、低血空气栓塞、感染、低血糖和消化道出血等不良反应。糖和消化道出血等不良反应。血浆血浆(xujing)(xujing)分离分离第二十五页,共七十九页。五五 分分 子子 吸吸 附附 再再 循循 环环 装装 置置(MARSMARS)19971997年年,德德国国罗罗斯斯托托克克大大学学的的两两位位科科学学家家-Jan-Jan Stange Stange 和和Steffen Steffen MitzerMitzer根根据据蛋蛋白白质质分分子子配配位位原原理理,研研制制出出了了一一种种新新型型(xnxng)(xnxng)的的人人工工肝肝MARSMA
17、RS,该该系系统统一一经经推推出出立立即即引引起起关关注注。目目前前,国国内内已已有有数数家家医医院院开开始始使使用该系统。用该系统。第二十六页,共七十九页。血浆白蛋白具有两项基本血浆白蛋白具有两项基本(jbn)(jbn)生理功能:生理功能:(1 1)维持血浆胶体渗透压;)维持血浆胶体渗透压;(2 2)转运多种生理及代谢产物。)转运多种生理及代谢产物。MARS第二十七页,共七十九页。正正常常情情况况下下,这这些些物物质质(wzh)(wzh)在在血血液液中中被被白白蛋蛋白白结结合合,运运输输到到肝肝脏脏,使使其其得得以以进进入入肝肝细细胞胞在在肝肝细细胞胞内内被被降降解解,最最后后由由有有胆胆道
18、或肾脏排除体外。道或肾脏排除体外。MARS第二十八页,共七十九页。MARS就就是是(jish)(jish)基基于于上上述述肝肝脏脏解解毒毒和和白白蛋蛋白白运运输输机机制制而而设设计计的的。同同时时采采用用了了血血液液净净化化技技术术,如如血血液液透透析析和和血血流流灌灌注。注。MARS第二十九页,共七十九页。MARSMARS主主要要由由膜膜分分离离、白白蛋蛋白白再再生生循循环环和和低低流流透透析析三三部部分分组组成成。膜膜分分离离的的功功能能由由透透析析柱柱完完成成(wn(wn chng)chng)。后后者者是是由由聚聚砜砜组组成成的的中中空空纤纤维膜。维膜。MARS第三十页,共七十九页。MA
19、RSMARS的的整整个个(zhngg)(zhngg)工工作作过过程程:患患者者血血液液中中的的水水溶溶性性游游离离毒毒素素借借浓浓度度梯梯度度差差首首先先转转移移到到白白蛋蛋白白再再生生循循环环中中,再再进进一一步步移移动动到到低低流流透透析析液液中中,得得以以清清除除,整整个个(zhngg)(zhngg)过过程程是一个被动过程。是一个被动过程。MARS第三十一页,共七十九页。患患者者血血液液中中的的白白蛋蛋白白结结合合毒毒素素则则在在跨跨过过MARS膜膜后后,立立即即被被白白蛋蛋白白再再循循环环液液中中的的白白蛋蛋白白结结合合,在在流流经经阴阴离离子子交交换换柱柱和和活活性性炭炭吸吸附附柱柱
20、时时,毒毒素素被被滞滞留留在在吸吸附附柱柱上上,白白蛋蛋白白与与毒毒素素分分离离,白白蛋蛋白白上上的的毒毒素素结结合合位位点点再再次次空空缺缺,得得以以(dy)(dy)重重新新与与进进入入白白蛋蛋白白再再生循环的毒素结合。生循环的毒素结合。MARS第三十二页,共七十九页。这这样样反反复复重重复复以以上上过过程程,就就不不断断地地降降低低了了患患者者血血液液中中的的毒毒素素,替替代代(tdi)(tdi)了了正正常常肝脏的解毒功能。肝脏的解毒功能。MARS第三十三页,共七十九页。MARS是是在在血血液液透透析析的的基基础础上上设设计计的的,因因此此,在在使使用用过过程程中中,需需同同时时配配备备(
21、pibi)(pibi)一一台台血血液液透透析析机机和和一一套套水水处处理理系系统统,也也可可以以与与不不需需水水处处理理装装置置的的新新型型血液透析机配套使用。血液透析机配套使用。MARS第三十四页,共七十九页。第三十五页,共七十九页。第三十六页,共七十九页。由由于于MARS较较之之血血液液透透析析增增加加(zngji)(zngji)了了一一个个白白蛋蛋白白循循环环,使使得得整整个个解解毒毒过过程程更更缓缓和和、平平稳稳。但但仍仍可可能能发发生生以以下下并并发发症症:低低血血压压、透透析析器器过过敏敏、出出血血、溶溶血血、空空气栓塞、发热和肌肉痉挛等。气栓塞、发热和肌肉痉挛等。MARS第三十七
22、页,共七十九页。三、生物人工肝三、生物人工肝 是将同种和异种供体的全肝、肝组织是将同种和异种供体的全肝、肝组织片、肝细胞悬液、培养肝细胞、肝细胞微片、肝细胞悬液、培养肝细胞、肝细胞微粒及特定的肝细胞酶等与生物合成粒及特定的肝细胞酶等与生物合成(hchng)材材料相结合,组装成某种形式的人工肝装置。料相结合,组装成某种形式的人工肝装置。第三十八页,共七十九页。理想的生物人工肝应具有理想的生物人工肝应具有(jyu)(jyu)以下特点:以下特点:(1 1)参与糖、蛋白质、脂肪三大物)参与糖、蛋白质、脂肪三大物 质代谢;质代谢;(2 2)完成中间代谢,清除毒性物质及中)完成中间代谢,清除毒性物质及中间
23、代谢产物;间代谢产物;生物生物(shngw)(shngw)人工肝人工肝第三十九页,共七十九页。(3 3)具具 有有(jyu)(jyu)生生 物物 合合 成成 转转 化化 功功 能能;(4 4)分分泌泌具具有有(jyu)(jyu)促促进进肝肝细细胞胞生生长长的的活活性性物物 质质,如如 肝肝 细细 胞胞 生生 长长 因因 子子 等等;(5 5)对氨基酸、糖代谢具有)对氨基酸、糖代谢具有(jyu)(jyu)反馈能力。反馈能力。生物生物(shngw)(shngw)人工肝人工肝第四十页,共七十九页。一早期的生物人工一早期的生物人工(rngng)(rngng)肝装置肝装置 1 1、交叉循环交叉循环 是在
24、健康人和狒狒与患者之间进是在健康人和狒狒与患者之间进 行交叉循环。这种方法对供体有极大的行交叉循环。这种方法对供体有极大的危害,而狒狒又可将人猿病毒传给受体危害,而狒狒又可将人猿病毒传给受体,同时由于引起血小板减少、凝血酶原,同时由于引起血小板减少、凝血酶原时间延长及其它原因可致严重出血。时间延长及其它原因可致严重出血。生物生物(shngw)(shngw)人工人工肝肝第四十一页,共七十九页。生物人工肝生物人工肝-早期早期(zoq)(zoq)装置装置2 2、离体肝脏灌流离体肝脏灌流 利用异种动物如猪、狒狒、小牛、猴利用异种动物如猪、狒狒、小牛、猴的肝脏以及的肝脏以及3636小时内死于非肝脏疾病患
25、者小时内死于非肝脏疾病患者的尸体肝脏,进行体外整个肝脏血液灌流的尸体肝脏,进行体外整个肝脏血液灌流(即体外循环)以代替已衰竭的肝脏起治(即体外循环)以代替已衰竭的肝脏起治疗作用。疗作用。n 第四十二页,共七十九页。体外生物人工肝支持系统体外生物人工肝支持系统 由培养的肝细胞来提供肝功能衰竭由培养的肝细胞来提供肝功能衰竭患者的肝功能是最好患者的肝功能是最好(zu ho)(zu ho)的方法。有两的方法。有两种途径:种途径:(1 1)体外生物人工肝支持系统)体外生物人工肝支持系统(extracorporeal bioartificial extracorporeal bioartificial l
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