人工肺的現(xiàn)狀

        人工肺系指用于血?dú)饨粨Q，調(diào)節(jié)血內(nèi)O2和CO2含量，取代人體肺的裝援。該裝置亦稱氧合器、血?dú)饨粨Q器。人工肺和和血泵配合構(gòu)成人工心肺機(jī)，以往主要用于心血管 手術(shù)時(shí)的體外循環(huán)。膜式人工肺除用于心血管手術(shù)的體外循環(huán)外，還可用于急一陣呼吸 衰竭的支持，體外膜式氧合由此而誕生。植人性人工肺也進(jìn)人了實(shí)驗(yàn)階段。 人工肺的發(fā)展歷史上采用過的靜立垂屏式人工肺，轉(zhuǎn)碟式人工肺已被淘汰。1956年由Dewell首創(chuàng)的鼓泡式人工肺，經(jīng)幾次較大的變動，目前在臨床仍被廣泛應(yīng)用。其基本原理是，氣體經(jīng)發(fā)泡裝置形成微小氣泡，經(jīng)和血液混合而進(jìn)行血?dú)饨粨Q，氧合后 的血液經(jīng)祛泡過濾，變溫后輸回體內(nèi)。該型人工肺的氣體交換功能與下述因素有關(guān)。

        ①氣泡大?。簹馀荽髣t數(shù)目小，血?dú)饨佑|面積也小，氣體交換功能差：反之，氣體交換功能好，但消泡困難。
        ②氧合柱的長度：氧合柱長，血液氣體接觸時(shí)間長，氣體交換功能好，但氧氣流量要加大，亦會導(dǎo)致血液渦流增加，血液破壞增加，氧合柱矩則 與上述相反。
        目前此種氧合器的消泡過濾多采用2-3級消泡過濾裝置，即涂有硅油的120 - 180μm孔徑的聚酯網(wǎng)及60 - 80μm和20 - 40μm徑的海綿狀聚氬酯，盡力減少循環(huán)中的微栓，包括氣泡、血細(xì)胞聚集物、硅油、纖維素等。 近年來發(fā)展的人工肺主要是膜式人工肺。 它按照肺泡氣體擴(kuò)散生理功能而設(shè)計(jì)的，血液和氣體由一層高分子薄膜隔開。當(dāng)靜脈血進(jìn)人人工肺時(shí)，其PO2 5 33Pa (40mmHg)左右。氣側(cè)由于通入的O2，其PO2為9.33 Pa (70mmHg)，故膜兩側(cè)存在壓力梯度。O2經(jīng)膜擴(kuò)散到血液，使血液氧合。 氣側(cè)的PCO2為0 - 0.667 Pa(0 - 5mmHg)，血液側(cè)為5.33 Pa (40mmHg)，CO2經(jīng)膜由血側(cè)向氣側(cè)擴(kuò)散，使CO2逸出。
        由于膜式人工肺的特點(diǎn)足由膜將血液與氣體分開，避免 了由血?dú)庵苯咏佑|引起的血細(xì)胞破壞和蛋白變性，亦減少了氣栓和微栓產(chǎn)生的機(jī)會， 可安全地應(yīng)用于長期體外循環(huán)，更適用于進(jìn)行民期呼吸衰竭的支持。從這個(gè)意義上講， 膜式人工肺代表了人工肺的發(fā)展方向，當(dāng)然其中尚有許多研究工作有待深入研究。

        （一）膜式人工肺的材料

        l.無孔薄膜
        以硅橡膠膜為代表，已廣泛地應(yīng)用于膜式人工肺，如Lande - Edwards、C-EPeirce、Sci - Med kolobow卷筒式人工肺、毛細(xì)管式人工肺等都采用硅橡膠作為膜材料。 無孔薄膜的優(yōu)點(diǎn)為氣體擴(kuò)散性能好。由于無微孔，不會造成水蒸汽滲出形成“濕肺” 而影響功能，故可長期用于體外循環(huán)膜氧合( ECMD)對呼吸衰竭的支持。但硅橡膠膜仍有其特點(diǎn)，今后改進(jìn)的方向集中在：

        ①提高薄膜強(qiáng)度；

        ②改進(jìn)N2、O2、CO2，透過系 數(shù)之比，使其接近生理狀態(tài)；

        ③降低氣液膜的傳質(zhì)阻力；@提高它的血液相容性。

        2.微孔薄膜
        由于有微孔，氣體分子與血液直接接觸，血?dú)饨粨Q功能良好，如Travenal膜式人 工肺系采用聚丙烯微孔薄膜，膜厚51μm; Capiox空心纖維人工肺采用聚丙烯空心纖 維，膜厚25μm，內(nèi)徑200μm。缺點(diǎn)為長期應(yīng)用有水分及血清滲出，影響氣體交換功 能。 3復(fù)合膜 為兩種膜材料組成，如法國Hospai膜式人工肺的薄膜即由濾紙兩面涂上硅橡膠構(gòu)成；微孔聚丙烯涂以硅橡膠。復(fù)合膜可克服微孔薄膜的水分滲出和硅橡膠薄膜機(jī)械強(qiáng) 度不高的缺點(diǎn)，發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)，是今后膜式人工肺的發(fā)展方向。特別是開發(fā)新的富氧和高通透性硅氧嵌段共聚物是非常有意義的。

        （二）膜式人工肺的類型

        1.平板型

        由平板薄膜組合而成。它又可分為折疊型和卷筒型二種。折疊型以Trarenal(TMD)膜式人工肺為代表，其薄膜由微孔聚丙烯組成，薄膜折疊成手風(fēng)琴狀，氣側(cè)有支持分隔板分隔，以保證氣體能均勻地丹布，血液側(cè)有尼龍網(wǎng)分隔，避免薄膜相互貼附而影響血液分布不均勻。折疊膜間另有一長方型氣囊，充分加壓后可使附著在膜材 表面的I缸膜變薄，有助于提高氣體交換功能；卷筒型以Sci - Med Kolobow膜式人工肺 為代表，其薄膜由硅橡膠組成，厚約50μm，血面有“#”形尼龍網(wǎng)。硅橡膠膜先密封成長方形的袋狀，有數(shù)根毛細(xì)管通出，以進(jìn)氣和排氣。袋內(nèi)有尼龍網(wǎng)支撐，避免薄膜相互貼附，將袋形薄膜卷纏在軸上。血液在袋外經(jīng)過，氣體內(nèi)袋內(nèi)進(jìn)出。它是耳前廣 泛用于臨床的膜肺，尤對長期呼吸衰竭的支持，效果甚佳。

        2.管型可分為毛細(xì)管型和空心纖維型二類，毛細(xì)管型多采用硅橡膠制作，多用于人工肺 的質(zhì)量傳遞和植人性研究；空心纖維以Capiox人工肺為代表，由聚丙烯空心纖維組成，微孔為650，孔隙率50%左右，纖維內(nèi)徑200μm，壁厚25ym，根數(shù)為1.6 - 3.0 x 104， 同時(shí)附有熱交換器，性能照好，已在臨床廣泛使用。

        3.液膜型

        原理是O2經(jīng)氟碳化合物后，形成裹有O2氟碳化合物的小氣泡，小氣泡進(jìn)入血液 后，通過氟碳化合物膜進(jìn)行氣體交換。該型日前仍處于實(shí)驗(yàn)階段。

        4.透析型

        該型人工肺采用類似于人工琦的血液透析裝置。透析液內(nèi)置入H2O2，膜面涂有催化劑氧化銠等催化加速H2O2分解為O2，從而達(dá)到攝取O2和以碳酸氧根的形式排出 CO2的目的。