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心脏瓣膜是保证心脏推动血液循环定向流动的生物阀门。心脏瓣膜的病变会影响正常血液循环，甚至危及生命。由于心脏外科的发展和进步，20世纪50年代医学家们就试图用人造的心脏瓣膜来取代病损的心脏瓣膜，治疗瓣膜病［1］。
人工心脏瓣膜指的是用机械或生物组织材料加工制造的一种用于替代病损心脏瓣膜功能的人工器件。它应满足三个条件：（1）可替代病损心脏瓣膜的功能。（2）取代病损心脏瓣膜的结构。（3）能移植于病损心脏瓣膜的生理位置上［2～6］。
1 机械瓣
机械瓣一般由三部分组成：阀体（瓣球或瓣片等）、瓣架和缝合环［7］。各部分的制作材料如表1。
表1 机械瓣的常用材料［8～11］
制作材料 应用实例
阀体（瓣球或瓣片） 热解碳、硅橡胶、不锈钢、高分子材料（聚氨酯）等 St.Jude双叶瓣，Starr Edwards笼球瓣，Bjork-shiley侧倾碟瓣，Kay-Shiely瓣等
瓣架 钛合金、不锈钢、热解碳、其他合金（如钨铬钴合金）等 Smeloff-Sutter瓣，Bjork-Shiley系列瓣，St.Jude双叶瓣等
缝合环 聚四氟乙烯（Telfon)、Dacron等 Starr Edwards系列瓣，Beale系列瓣等
当今广泛应用的机械瓣一般有4种类型［12］。即笼球瓣、笼碟瓣、侧倾碟型瓣和双叶瓣。笼球瓣结构简单，开闭活动稳定、耐用，但中心血流受阻，在球瓣前后有涡流。笼碟瓣，其阀体为碟型，特点为瓣架低。笼碟瓣的跨瓣压差大，属周围血流型，血液动力学性能差。侧倾碟型瓣，其阀体亦为碟型片，由圆形碟环内交链结构将碟片悬夹于瓣环内。碟片开放时向一侧倾斜60°～80°故称侧倾碟瓣。它将血流分为不相等的两部分，属半中心血流型。经大孔的流动基本为层流，血流动力学性能较好，但其小孔下游有较大滞流区，可能是血栓形成和组织增生的诱因。双叶瓣是20世纪70年代后期出现的新型机械瓣，其基本结构是在圆形瓣环内有两个半圆片状瓣叶，每个瓣叶基底两端各有一个轴与瓣环内相应处的槽构成铰链，如两扇门一样，可自由开关，属中心血流型，瓣叶活动灵活，有效瓣口面积较大，跨瓣压差小，血栓塞率低。现已大量应用于临床。代表产品如St.Jude Medical瓣，1977年应用于临床，是第一个全热解碳心瓣，由一个低瓣架、两个小瓣叶及缝环组合构成。瓣环两侧各有两个弧形突起，为两个瓣小叶的侧突支轴的支点。开放时为85°，血流为层流，流体力学性能最佳，是目前用得最多的一种机械瓣。
由于机械瓣膜血液相容性的原因，植入机械瓣膜的患者，必须在植入后长期进行抗凝治疗，这样有引起严重出血的危险。
2 生物瓣
使用生物瓣的主要原因是避免血栓栓塞或出血并发症和长期口服抗凝药物带来的不便［13］。生物瓣的优点很多，基本上能满足：（1）不需要长期抗凝；（2）置换后接近正常的血流动力学；（3）能维持长期组织学上与功能的完整性。
生物瓣膜的临床应用始于1965年。曾经用作瓣膜材料的生物组织有以下几种：同种同体组织有阔筋膜、肺动脉；同种异体组织［14］有主动脉瓣、硬脑膜、阔筋膜；异种异体组织［15］有猪主动脉瓣、牛心包、牛主动脉瓣。
生物瓣膜具有良好的流体动力学特性，即瓣口流道中流体的中心流特性，由于没有阻塞体，血栓形成的可能性非常低，并且不会对血液的有形成分造成破坏；制作瓣膜的材料有很好的血液相容性，不会产生凝血、溶血以及形成血栓等良好特性，植入后患者不需要进行抗凝治疗，受到临床的欢迎。
但是，生物瓣膜容易发生钙化［16］。其钙化类似组织的骨化过程，最终的结果是以钙磷酸盐沉积在生物瓣材料上形成瓣膜的钙化。这是致使材质弹性韧性以及机械强度都发生很大变化，造成生物瓣失灵最主要的因素。
当然影响生物瓣膜钙化的因素很多，生物瓣钙化是一个复杂的物理化学和生物化学的过程，是当前研究领域的重大课题，要从多方面配合起来研究，阐明钙化机理，对症下药，才有可能解决生物瓣膜钙化问题，这是提高生物瓣的耐久性、可靠性和延长生物瓣膜使用寿命的中心环节。
随着生物瓣使用的病例日益增多，失败的病例也随之增加。术后几年是零星出现的，但是随着时间的推移，失效将会加速，表现为结构改变，机械故障，劳损，特别是钙化。尽管如此，由于生物瓣置换后不需抗凝治疗和良好的血液动力学性能等优点，为机械瓣所不及，在临床上还是获得了广泛应用，至少是补充了机械瓣的不足。
3 比较分析
机械瓣与生物瓣可在以下十个方面进行比较。
3.1 瓣膜结构性衰坏（SVD） 机械瓣无瓣膜结构性衰坏，生物瓣有瓣膜结构性衰坏。
3.2 瓣周漏 机械瓣与生物瓣无明显差别。
3.3 瓣膜血栓 机械瓣在瓣膜血栓的发生率大于生物瓣瓣膜血栓的发生率。
3.4 血栓栓塞 生物瓣血栓栓塞的发生率优于机械瓣血栓栓塞的发生率。
3.5 出血事件 生物瓣置换病人出血事件的发生率低于机械瓣置换术后出血事件的发生率。
3.6 人工瓣膜性心内膜炎 机械瓣与生物瓣差异无显著性。
3.7 再手术 机械瓣置换术后病人再手术的发生率远远低于生物瓣置换术后病人再手术发生率。
3.8 远期死亡 机械瓣与生物瓣差异无显著性。
3.9 瓣膜相关死亡 机械瓣与生物瓣差异无显著性。
3.10 永久性瓣膜相关损害 生物瓣优于机械瓣。
4 结论
选择机械瓣膜或生物瓣膜，要从瓣膜各自的特点来考虑。目前临床上多以患者年龄为参考依据。年轻患者，多采用机械瓣膜，可为第二次换瓣作准备。年龄超过60岁，多采用生物瓣。但缺点是第二次手术的机会不大。
【参考文献】
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作者单位：850003 西藏拉萨，解放军77616部队卫生队