导 读

外科手术是心脏瓣膜疾病的主要治疗策略。目前应用于临床的人工瓣膜按其材料的不同主要分为生物瓣膜和机械瓣膜。本篇主要对机械瓣膜进行整理介绍。

机械瓣膜的主体用非生物材料制成，如钛合金、不锈钢、低温热解碳、高分子材料等。机械瓣膜的耐用性优于生物瓣膜，可以终生使用，但更容易形成血栓，且需要终生使用抗凝剂。

1950年， Hufnagel 和 Campbell 尝试为患者在离开心脏约10 cm的主动脉血管内安放一个人工阀门结构，但是手术没有成功。

1951 年，Hufnagel为治疗主动脉瓣封闭不全将人造主动脉瓣膜植入患者的主动脉内，但是效果并不理想。

1952年，Hufnagel采用甲基丙烯酸球制造出新的阀门结构，并放置于患者降主动脉中用来治疗主动脉关闭不全，患者存活了几个小时。

1960 年，Harken 等首先用人造球笼瓣植入人体主动脉瓣生理位置并获得成功，同年，Starr 用改进的球笼瓣成功为患者实施了二尖瓣置换术，从此开创了利用人工心脏瓣膜治疗心脏瓣膜疾病的新时代2。

1964 年出现了笼碟瓣，其成为第二代人造机械瓣膜。1969年，Bjork-Shiley 斜碟瓣问世以来，叶片构型多次进行改进，最大开口可增大到60°左右，明显降低了阻力，提高了瓣膜性能，这也是当时在临床中应用最为普遍的机械瓣膜之一。

20 世纪 80年代机械瓣有了突破性进展，即将单叶斜片式机械瓣改为双叶式，这样使得叶片对血流的影响更小，近似于正常心脏瓣膜的中心流型，其代表人工心脏瓣膜有 St.Jude 机械瓣、Carbonmedics 机械瓣等3。

机械瓣膜的材料一般包含 3 个部分，即用于制作支架的坚硬材料、用于制作阻塞体的弹性材料以及用于制作瓣环的织品类材料。机械瓣上所用的坚硬材料应为高度光滑的材料，并且不起反应，应将暴露的表面积和血栓形成率降低到最低。常用的坚硬材料包括金属材料和非金属材料。

金属材料主要有：钴铬镍合金，其可以植入人体长期不变并且能够高度抛光；钛，其优于钴铬镍合金，不必铸造，可以采用机械加工的形式，非常惰性并且能够高度抛光。

非金属材料主要有 Delrin，它是一种聚缩醛树脂，其缺点是轻度吸水；Teflon，虽然软而且缺乏结构强度，但是证明也可以使用；超高低密度聚乙烯和聚丙烯，可以加压消毒并且极其稳定，但是需要采取浇铸技术进行制造；另外，聚四氟乙烯也是一种很好的材料

制作阻塞体的弹性材料目前主要是热解碳材料，热解碳是一种通过高温热解过程制备的碳材料，具有独特的微观结构和优异的物理化学性质。它通常由含碳的原料在无氧或低氧环境下高温热解得到，这个过程可以使原料分解成较小的分子和原子，形成具有高比表面积、高导电性和良好化学稳定性的碳材料。良好的血液相容性和机械性能，可以减少血栓形成的风险，并提供较好的耐久性

织品采用涤纶长丝编织而成，用涤纶线牢固地扎在瓣架的凹槽内，具有不皱、不缩、不变形、尺寸稳定等特点，被周围的组织包埋后，更能使其牢固地固定。

资料来源：

[1] 资料来源：人工生物心脏瓣膜钙化机制及评价研究进展

[2] Starr A, Edwards ML. Mitral replacement: clinical experience with a ball-valve prosthesis[J]．Ann Surg, 1961, 154(4): 726-740.

[3] Cimbollek M, Nies B, Wenz R, et al. Antibiotic-impregnated heart valve sewing rings for treatment and prophylaxis of bacterial endocarditis[J]. Antimicrob Agents Ch, 1996, 40(6): 1432-1437

[4] 郝凤阳,苏健,孙璐,等.人工心脏瓣膜的发展[J].医疗装备,2017,30(13):186-190+193.