西安交大等聚焦经导管瓣膜生物瓣叶材料以解人造瓣叶疲劳失效问题
西安交大等聚焦经导管瓣膜生物瓣叶材料以解人造瓣叶疲劳失效问题
心脏疾病对人类健康构成严重威胁,心脏瓣膜受损后的修复问题同样引起了广泛关注。自2002年以来,经导管心脏瓣膜替换手术成为医学领域的一大突破,这种微创手术取代了传统的开胸手术,显著减少了手术风险。然而,瓣叶材料的问题依然存在。在我国,众多心脏科患者因瓣叶问题承受着后续的风险。根本原因在于人造聚合物瓣叶易出现疲劳裂纹并迅速失效。这些研究能否促使THVs瓣膜材料的革新尚不得而知。
心脏疾病对人类健康构成严重威胁,心脏瓣膜受损后的修复问题同样引起了广泛关注。自2002年以来,经导管心脏瓣膜(THVs)替换手术成为医学领域的一大突破,这种微创手术取代了传统的开胸手术,显著减少了手术风险。然而,瓣叶材料的问题依然存在。
THVs瓣叶现状
现在使用的THVs在临床中成本高且瓣叶容易钙化。在我国,众多心脏科患者因瓣叶问题承受着后续的风险。根本原因在于人造聚合物瓣叶易出现疲劳裂纹并迅速失效。这一现象对每年众多等待心脏瓣膜置换手术的患者造成了影响。他们迫切需要一种更耐用、更稳定的瓣叶材料。
在全球医疗研究界,人们持续寻求适宜的瓣叶材质。然而,这一问题至今未完全攻克,众多患者不得不忍受现有材料的不够完善。
牛心包膜瓣叶的运用
许多THVs使用牛心包膜来制作瓣片。在医疗设备生产的厂房中,工人会将经过戊二醛处理的牛心包膜剪裁成瓣片形状,然后将其缝合在金属支架上。这一过程是当前THVs瓣片生产的标准步骤。
这种由牛心脏表面提取的胶原性生物软组织膜,在实际应用中展现出其独特价值。使用这种瓣叶的患者无需担忧瓣叶会迅速失效,这对他们术后的康复和生活品质的提升大有裨益。
BP瓣叶抗疲劳测试
科研人员对BP瓣叶进行了细致的实验检验。BP瓣叶在经过至少4亿次的循环后,仍能保持完好,没有出现疲劳裂纹的扩散。这一结果令人震撼。在美国的几家顶级实验室中,研究人员利用特定的仪器和手段,得出了这一结论。
与其他材料相比,它的优点更加明显。在相同的实验环境中,许多聚合物瓣叶在缝孔位置很容易因为疲劳裂纹的迅速扩散而迅速损坏,但BP瓣叶却不会遭遇这种情况。
疲劳裂纹敏感尺寸概念
在研究过程中,疲劳裂纹敏感尺寸这一概念至关重要。研究人员利用这一概念对多种软材料在循环载荷作用下的裂纹易感性进行对比。以牛心包为例,其疲劳破坏阈值大约为5000焦耳每平方米,而其抗疲劳能力大约为0.17兆焦耳每立方米。
将不同材料在图表上展示,便清晰可见BP组织的疲劳裂纹敏感度大约是1厘米,而聚氨酯橡胶的数值仅为100微米,二者相差甚远。在专业的材料研究机构里,这样的数据揭示了众多材料性能的显著差异。
BP瓣叶在THVs中的重要性
在体外加速疲劳测试设备上,可以明显观察到牛心包瓣叶的优越性。将不同类型的假体瓣膜置入设备,例如TPU瓣叶,即便经过两百万次的开合,一旦缝孔处的疲劳裂纹蔓延,便会迅速失去功能。
BP瓣膜的叶片,其缝隙孔径远小于它能承受的最大断裂内聚尺寸(大约1厘米),因此在循环脉动的流体冲刷中,叶片能够保持完好无损。这一点对于提高THVs的整体功能至关重要,直接影响到每一位使用该心脏瓣膜患者的生命安全与健康。
影响及展望
牛心包的软组织瓣叶具备良好的抗疲劳特性,这一特性对医疗领域心脏瓣膜的研发产生了正面效应。未来研究有望以此特性为基础,为人造聚合物瓣叶的研发提供新的思路。
医疗研究不断进步,公众对心脏瓣膜替换的需求也在逐步上升。这些研究能否促使THVs瓣膜材料的革新尚不得而知。各位读者,不妨在评论区发表您的观点,同时也不妨为这篇文章点赞和转发。