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暂时或永久性地代替身体某些器官主要功能的人工装置。使用较广泛的有：人工肺（氧合器）模拟肺进行O2与CO2交换的装置，通过氧合器使体内含氧低的静脉血氧合为含氧高的动脉血；人工肺现在世界上有1万多病人使用人工肺。人工肺大体有三种类型：膜式、气泡型、平面接触型。膜式人工肺使用数万根中空纤维集束组成，每根中空纤维表面上布满了微孔，这些孔极小，使血液渗不出去，但可以排出二氧化碳、吸进氧气，进行气体交换。

人工心脏（血泵）。代替心脏排血功能的装置，结构与泵相似，能驱动血流克服阻力沿单向流动。人工心脏与人工肺合称人工心肺机，于1953年首次用于人体，主要适用于复杂的心脏手术；人工心脏是在解剖学、生理学上代替人体因重症丧失功能不可修复的自然心脏的一种人工脏器。人工心脏分为辅助人工心脏和完全人工心脏。辅助人工心脏有左心室辅助、右心室辅助和双心室辅助，以辅助时间的长短又分为一时性辅助（二周以内）及永久性辅助（二年）两种。完全人工心脏包括一时性完全人工心脏、以辅助等待心脏移植及永久性完全人工心脏。要想制成像自然心脏那样精确的组织结构、完全模拟其功能的人工正脏是极不容易的，需要医学、生物物理学、工程学、电子学等多学科的综合应用及相当长时期的研究。

从广义及泵功能这一角度考虑、人工心脏研究可以回溯到体外循环的动脉泵开始，即1953年Gibbons将体外循环应用于临床。心肺机利用滚筒泵挤压泵管将血泵出，犹如自然的搏血功能进行体外循环。而人工心脏这个血液泵恰是受此启发而开始研究的。1973年以后，动物实验成活率迅速上升：1976年Kolff试验牛成活89天、122天；1980年度美和彦试验山羊生存232天、242天、288天；1982年12月1日美国盐湖城犹他大学医学中心人工心脏研究小组为一患者植入完全人工心脏使其存活卫112天。

人类的心脏是具有精确控制作用的精致器官，它的生理机能目前还不完全清楚。现在，作为临时取代心脏功能的人工心脏已可以在许多医院中看到，并得到大量使用。但完全人工心脏仍在研究阶段，使用起来有很多不便之处。未来的人工心脏将驱动装置小型化并埋入人体，使用者无不适感觉并可自由活动，要达到这一步还需克服许多困难。

人工肾（血液透析器）。模拟肾脏排泄功能的体外装置，1945年开始用于临床。人工肾由透析器及透析液组成，透析器的核心是一层半透膜，可允许低分子物质如电解质、葡萄糖、水及其他代谢废物（如尿素）等通过，血细胞、血浆蛋白、细菌、病毒等则不能通过，从而调节机体电解质、体液和酸碱平衡，维持内环境的相对恒定。主要应用于急、慢性肾功能衰竭和急性药物、毒物中毒等。

人工肾是一种替代肾脏功能的装置，主要用于治疗肾功能衰竭和尿毒症。它将血液引出体外利用透析、过滤、吸附、膜分离等原理排除体内过剩的含氮化合物，新陈代谢产物或逾量药物等，调节电解质平衡，然后再将净化的血液引回体内。亦有利用人体的生物膜（如腹膜）进行血液净化。它是目前临床广泛应用、疗效显著的一种人工器官。就慢性肾炎和晚期尿毒症的治疗效果而言，其五年生存率已达70～80％，其中约有一半患者还能部分恢复劳动力。由于上述成就，人工肾的治疗范围逐步扩大，并进入免疫性疾病的治疗领域，受到各方面的重视，成为人工器官研究最活跃的领域之一。

早在19世纪中叶，就有人设法用透析法除去血液中的尿素，因未找到合适的半透膜未获成功。1913年Abel等用火棉胶膜制成管状透析装置进行动物透析实验；1943年Kolf等首次将转鼓型人工肾应用于临床并获得成功，开创了人工肾治疗肾衰竭患者的历史；1960年Kill研制平板型人工肾；1966年Steward研制空心纤维人工肾临床应用成功。进入70年代以来，透析器向小型化方面发展。近年来开发的新的人工肾技术主要包括血液滤过、血液灌流和腹膜透析。

人工器官目前只能模拟被替代器官1～2种维持生命所必需的最重要功能，尚不具备原生物器官的一切天赋功用和生命现象，但它拓宽了疾病治疗的途径，增加了病人获救的机会，已经并仍在继续使越来越多的患者受益。中国研制的电子喉公重20克，发音清晰，音量可控，且男女声可辨。人造假肢可上举约22公斤的重物。使用人工肾业已成为肾功能衰竭末期病人的常规治疗手段，急性肾功能衰竭者采用人工肾治疗后死亡率已由75%降低到7%以下。目前人工肾研制的发展方向是要求其透析性能高，体积小，能佩带甚至能体内植入。埋藏式人工心脏正逐步走向临床试用阶段，1982年底，美国犹他大学医疗中心的德弗利斯博士为一位61岁的退休牙医克拉克安置了世界上第一个永久性人工心脏，使病人活了112天。

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