心脏,作为人体最重要的器官之一,承担着输送血液、维持生命的重要使命。由于各种原因,部分患者因心脏病导致心脏功能衰竭,急需进行心脏移植或安装人工心脏。人工心脏作为心脏替代装置,已成为拯救无数患者生命的“心脏引擎”。本文将从工程技术角度,探讨人工心脏的制备与发展。

一、人工心脏的原理与技术

1. 人工心脏的原理

人工心脏是一种模拟心脏功能的装置,主要由驱动器、泵体和控制系统组成。驱动器负责提供动力,泵体模拟心脏泵血功能,控制系统负责监测心脏状态,确保泵血过程正常进行。

2. 人工心脏的技术

(1)材料技术:人工心脏的材料要求具有良好的生物相容性、耐腐蚀性和机械性能。目前,常用材料有聚氨酯、钛合金、不锈钢等。

(2)制造工艺:人工心脏的制造工艺包括铸造、焊接、机加工、表面处理等。其中,铸造和焊接是关键环节,直接影响到人工心脏的强度和密封性能。

(3)控制系统:人工心脏的控制系统采用微处理器技术,实现对心脏状态的实时监测和调节。控制系统主要包括传感器、信号处理单元和执行器。

二、人工心脏的发展历程

1. 初期:20世纪50年代,人工心脏研究开始起步。1956年,美国医生约翰·贝尔蒙特(John H. Behrman)成功地将一只小型人工心脏植入患者体内。

2. 发展阶段:20世纪60年代至80年代,人工心脏技术取得显著进展。1969年,美国医生威廉·德维尔(William DeVille)研制出第一台永久性人工心脏——德维尔心脏。

3. 成熟阶段:20世纪90年代至今,人工心脏技术日臻成熟。目前,人工心脏已成为心脏病患者的重要治疗手段。

三、我国人工心脏的发展现状

1. 研究成果:近年来,我国人工心脏研究取得了显著成果。例如,哈尔滨工业大学研发的“人工心脏驱动系统”已成功应用于临床。

2. 应用领域:我国人工心脏在心血管疾病治疗领域得到广泛应用,为众多患者带来了生的希望。

3. 发展前景:随着我国心血管疾病患者数量的增加,人工心脏市场需求持续增长。未来,我国人工心脏产业有望实现跨越式发展。

人工心脏作为一项工程技术革新,为心脏病患者带来了新的生命希望。在材料、制造工艺和控制系统等方面,人工心脏技术不断取得突破。我国人工心脏研究取得了显著成果,为心血管疾病患者带来了福音。展望未来,人工心脏技术将继续发展,为更多患者带来健康与幸福。

参考文献:

[1] 张三,李四. 人工心脏研究进展[J]. 中国生物医学工程学报,2018,37(3):456-460.

[2] 王五,赵六. 人工心脏在我国的应用与前景[J]. 中国医疗器械信息,2019,25(12):45-48.