人工器官

1. 人工器官 化材四乙 49940064蔡承祐 49940059陸軍晏

2. 簡介 目前，除人工大腦外，幾乎人體各個器官都在進行人工模擬研製中。不少人工製造的器官已經成功地用於臨床，較為著名的人工製造器官包括人工腎、人工心肺、人工晶體、人工耳蝸、人工喉等，這些人工器官修復了病人病損器官功能，挽救了病人的生命。

3. 歷史發展 1943年，Kolff醫師首先使用透析技術替代腎臟功能， 開始了“人工器官”而“人工”代表著器官功能的替代或交換。 1953年Gibbons等人首先把利用心肺繞道術加上體外幫浦與氧合器來代替心臟與肺臟功能應用在臨床開刀手術上。 1958年Senning醫師植入體內心臟節律器。 1962年Charnley醫師首先植入第一個人工髖關節。 1963年Mikami、Mito和Nose等人， 首先利用組織工程取得肝臟組織人工肝臟。 1969年Cooley醫師首先完成雙心室輔助器植入。 1982年DeVries醫師替病人Barney Clark植入完全人工心臟。 2001年完全人工臟AbioCor開始其臨床人體實驗， 其經皮電能傳導糸統使病患日常生活更進一步與常人相同。 

4. 概述 由於近年來生物醫學積成橫跨了 醫學、電機、機械、化工、基因工程、分子生物等領域， 人工器官的架構已有很大的轉變。 完全人工器官因為生物相容性都必須應用幹細胞繁殖與移植再生組織工程， 重新出發來加強人工植入物的臨床適應性， 近代人工器官的領域可以分為六大範疇，腎臟秘尿系統、 心臟血管系統、呼吸系統、骨骼肌肉系統、神統系統，與消化系統， 各範疇內的組統工程與細胞培養、移植、再生等先進技術都是必要基礎與跨領域合作。 人工器官的未來發展與奈米技術與微機電工程必然相輔相成地交叉整合。 預期未來，移植醫學必然會與人工器官會更密切結合， 除了解決器官捐贈數量貧乏外，改善等待器官移植前的生活品質與維持性命， 俾使渡過等待合適的人體器官之難關。 

5. 分類

6. 介紹-心臟血管 心室輔助器 一.簡介：　　當病患罹患左、右，或是雙心室的的心臟衰竭，使用Thoratec心室輔助裝置(VAD)可以用在支持病患血液循環。在等待心臟移植的病人的等待時期至移植手術的連接橋樑，另外也可以提供病患在心臟手術後回復心臟功能的用途。 二、治療方法：　　以開胸手術方式將導管植入心臟，將血液引流出來，經幫浦再將血液打入動脈以取代心室功能。可提供足夠的循環支持。心室輔助器在嚴重心因性休克患者，使絕望的末期心臟病患者有另一線生存的機會。使等候心臟移植的患者能渡過難關，等到合適的心臟移植。 心室輔助器可以提供心衰竭病患，足夠的心臟輔助功能，使病人能夠延長生命，改善肝、腎等器官功能而成功接受心臟移植。

7. 介紹-腎臟系統 透析系統 透析的原理 經由半透膜的兩端血液及透析液中的分子，經濃度的差異而互相產生自由擴散的現象〈Diffusion〉叫做透析作用。如此即可使血液中的尿毒分子，得以經透析液帶出體外。如果在透析液邊加上負壓(抽吸的拉力)，則會使血液中的水份大量的移到透析液中，而帶離人體，此種作用及叫做超過瀘﹙Ultrafiltration﹚。在透析治療時，通常有兩種物理作用力在進行。一種是擴散﹙Diffusion﹚又稱為廓清﹙Clearance﹚，另一種是超過濾﹙Ultrafiltation﹚，又稱之為對流﹙convection﹚。 血液透析流程： 現代血液透析系統主要由三部分構成：(一)透析器(二)透析液供給裝置(三)監測裝置。血液以血液幫浦由動脈穿刺抽血，每分鐘約200-300西西經由人工腎臟的紅色端流向藍色端再經靜脈流回患者體內，而透析液由洗腎機流出經由藍色端流向紅色端，通過半透膜與血液互相交換物質以達到清除尿毒素、過多水分及調整電解質及酸鹼值的目的。

8. 介紹-神經感官系統 人工耳蝸 人工電子耳（人工耳蝸）之原理與應用    人工耳蝸的原理是，因為多數極重度音神經性聽障者，其主要病變處是耳蝸毛細胞的損失，耳蝸後的聽覺神經傳導路徑是完整的。故藉由微量電流刺激殘存聽神經，則聲音訊息可傳送到大腦皮質。人工耳蝸的主要構造是兩大部份，植入物部分需由醫師為病人開刀及體外配戴的部分。體內植入部分包括置於耳蝸內的電極串、耳蝸外地極以及固定在顳骨上方的解碼器；體外配戴的是線圈、耳掛式麥克風及語言處理器。在人工耳蝸植入手術完成後，於術後二個禮拜，確定手術傷口癒合良好，馬偕聽力師可為病人進行「開機」。即對外在配備－語言處理器 進行一些設定之後，人工耳蝸才能真正開始運作，這樣設定的過程稱作電流圖。    人工耳蝸啟動之後，必須配合語言治療師及聽障老師的教導，聽障幼童才開始辨識新的語音訊息及學習口語。對於學語前失聰之幼童，一般要六個月以上之訓練才會顯現成果；經過一年便可達到令人滿意之聽語發展，先天性聽障嬰兒便能開口講話了。相對於學語後失聰之病人，其聽語復健之時間則較快，常在數週之內，便可得到滿意之效果。

9. 介紹-肌肉骨骼 人工關節 現今的人工全髖關節主要是由：人工髖臼杯，人工襯墊，人工球頭，人工股骨柄四個元件所組成。髖臼杯：通常 是用鈦合金或鈷鉻鉬合金製造，植入骨盆腔的髖臼內。襯墊：包括有超耐磨聚乙烯，陶瓷，金屬等，以做為關節的介面。球頭：接合在股骨柄上，和襯墊做關節介面來活動。股骨柄：插入股骨骨髓內以達到固定的效果。氧化鋁陶瓷球頭＋氧化鋁陶瓷襯墊：是現今人工全髖關節中最耐磨且最抗腐蝕的一種形式 人工關節 什麼是人工關節？ 人工關節，顧名思義，就是將人體因各種疾病或意外傷害造成無法使用的關節，以外科手術的方法予以置換的人工植入物。 那些部位的關節可以置換人工關節？ 人體許多部位的關節都已有人工植入物的發展，例如膝關節、髖（股）關節、肩關節、肘關節、腕關節、踝關節、指關節，甚至連脊椎的關節都已可以置換，然而發展歷史較久且技術已成熟的部位為膝、髖及肩、肘等。

10. 介紹-消化系統與新陳代謝 人工肝臟 人工肝臟的設計與洗腎機的原理有部分的相似。腎臟的主要功能有：排泄毒素、平衡酸鹼值、電解質及水分、分泌紅血球生成素。 腎臟如果因為疾病、老化、藥物毒性，或其他不明原因造成腎衰竭，就必須洗腎。此外，醫師也會根據意識、呼吸等臨床狀況以及檢驗報告來評估何時開始進行血液透析。洗腎就是把短暫離開身體的血液，利用透析的原理，將尿毒素排出體外的一種方法。 在洗腎機內，利用半透膜將病人血液與透析液隔開，而且因為透析液內尿毒素濃度較低，所以，根據擴散理論，血液中的尿毒素會跑到透析液中，而透析液不斷地把擴散過來的尿毒素帶走，如此周而復始，達到淨化血液的目的。 人工肝臟與洗腎機都有將血液與灌流液或透析液隔開的膜，並且同樣是藉由擴散原理將毒素帶走。不同的是，人工肝臟的生物反應器內，還有包埋的肝細胞在進行合成與分解蛋白質的作用。所以，如果以異種肝細胞作為人工肝臟的細胞來源，就必須考量長期使用所可能衍生的問題，例如，跨物種的感染，還有排斥性等。如此一來，使用人工肝臟的成本就遠比洗腎機高。因此，現階段的人工肝臟還無法像洗腎機一樣廣泛地使用在臨床醫療上。 

11. 介紹-呼吸系統 人工肺臟 概述 　　人工肺又名氧合器或氣體交換器，它是一種代替人體肺臟排出二氧化碳、攝取氧氣人工肺，進行氣體交換的人工器官。以往僅應用於心臟手術的體外循環，需和血泵配合稱為人工心肺機。 用途 　　人工肺是一項生命支持技術，可以在自身肺功能出現衰竭不能維持人體器官充分的氧供時使用，或者從長遠發展來看，植入人體永久性地部分或完全替代人體肺功能。現在世界上有1萬多病人使用人工肺。 種類 　　人工肺大體有三種類型：膜式、氣泡型、平面接觸型。運用人工肺代替動物肺的研究實驗膜式人工肺使用數萬根中空纖維集束組成，每根中空纖維表面上布滿了微孔，這些孔極小，使血液滲不出去，但可以排出二氧化碳、吸進氧氣，進行氣體交換。 人工肺的分類 鼓泡式 　　血液被氧氣（或氧與二氧合碳混合氣）吹散過程中進行氣體交換，血液中形成的氣泡用硅類除泡劑消除，根據形態有筒式和袋式，是目前應用最廣的，第四軍醫大學西京醫院研製並生產的西京-87型氧合器，其主要部件性能達國際水平，為國內各醫院歡迎。 膜式 　　用高分子滲透膜製成，血液和氣體通過半透膜進行氣體交換，血、氣互相不直接接觸，血液有形成分破壞少，其外形有平膜式和中空纖維式。

12. 影片欣賞 心室輔助器 人工耳蝸

13. 參考文獻 1.http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%BA%E5%B7%A5%E5%99%A8%E5%AE%98 2.http://www.organ.org.tw/JRNL/028/028006.htm 3.http://www.kmuh.org.tw/www/Administration/Characteristic_Medical/main_5.html 4.http://homepage.vghtpe.gov.tw/~neph/hdu/serve-1.htm 5. http://supercomputer.ncku.edu.tw/ezfiles/343/1343/img/1599/200617733.pdf 6. http://www.most.gov.tw/ctpda.aspx?xItem=7738&ctNode=76&mp=8 7. http://www.uuuwell.com/mytag.php?id=49077