人工肺的现状

        人工肺系指用于血气交换，调节血内O2和CO2含量，取代人体肺的装援。该装置亦称氧合器、血气交换器。人工肺和和血泵配合构成人工心肺机，以往主要用于心血管 手术时的体外循环。膜式人工肺除用于心血管手术的体外循环外，还可用于急一阵呼吸 衰竭的支持，体外膜式氧合由此而诞生。植人性人工肺也进人了实验阶段。 人工肺的发展历史上采用过的静立垂屏式人工肺，转碟式人工肺已被淘汰。1956年由Dewell首创的鼓泡式人工肺，经几次较大的变动，目前在临床仍被广泛应用。其基本原理是，气体经发泡装置形成微小气泡，经和血液混合而进行血气交换，氧合后 的血液经祛泡过滤，变温后输回体内。该型人工肺的气体交换功能与下述因素有关。

        ①气泡大小：气泡大则数目小，血气接触面积也小，气体交换功能差：反之，气体交换功能好，但消泡困难。
        ②氧合柱的长度：氧合柱长，血液气体接触时间长，气体交换功能好，但氧气流量要加大，亦会导致血液涡流增加，血液破坏增加，氧合柱矩则 与上述相反。
        目前此种氧合器的消泡过滤多采用2-3级消泡过滤装置，即涂有硅油的120 - 180μm孔径的聚酯网及60 - 80μm和20 - 40μm径的海绵状聚氩酯，尽力减少循环中的微栓，包括气泡、血细胞聚集物、硅油、纤维素等。 近年来发展的人工肺主要是膜式人工肺。 它按照肺泡气体扩散生理功能而设计的，血液和气体由一层高分子薄膜隔开。当静脉血进人人工肺时，其PO2 5 33Pa (40mmHg)左右。气侧由于通入的O2，其PO2为9.33 Pa (70mmHg)，故膜两侧存在压力梯度。O2经膜扩散到血液，使血液氧合。 气侧的PCO2为0 - 0.667 Pa(0 - 5mmHg)，血液侧为5.33 Pa (40mmHg)，CO2经膜由血侧向气侧扩散，使CO2逸出。
        由于膜式人工肺的特点足由膜将血液与气体分开，避免 了由血气直接接触引起的血细胞破坏和蛋白变性，亦减少了气栓和微栓产生的机会， 可安全地应用于长期体外循环，更适用于进行民期呼吸衰竭的支持。从这个意义上讲， 膜式人工肺代表了人工肺的发展方向，当然其中尚有许多研究工作有待深入研究。

        （一）膜式人工肺的材料

        l.无孔薄膜
        以硅橡胶膜为代表，已广泛地应用于膜式人工肺，如Lande - Edwards、C-EPeirce、Sci - Med kolobow卷筒式人工肺、毛细管式人工肺等都采用硅橡胶作为膜材料。 无孔薄膜的优点为气体扩散性能好。由于无微孔，不会造成水蒸汽渗出形成“湿肺” 而影响功能，故可长期用于体外循环膜氧合( ECMD)对呼吸衰竭的支持。但硅橡胶膜仍有其特点，今后改进的方向集中在：

        ①提高薄膜强度；

        ②改进N2、O2、CO2，透过系 数之比，使其接近生理状态；

        ③降低气液膜的传质阻力；@提高它的血液相容性。

        2.微孔薄膜
        由于有微孔，气体分子与血液直接接触，血气交换功能良好，如Travenal膜式人 工肺系采用聚丙烯微孔薄膜，膜厚51μm; Capiox空心纤维人工肺采用聚丙烯空心纤 维，膜厚25μm，内径200μm。缺点为长期应用有水分及血清渗出，影响气体交换功 能。 3复合膜 为两种膜材料组成，如法国Hospai膜式人工肺的薄膜即由滤纸两面涂上硅橡胶构成；微孔聚丙烯涂以硅橡胶。复合膜可克服微孔薄膜的水分渗出和硅橡胶薄膜机械强 度不高的缺点，发挥两者的优点，是今后膜式人工肺的发展方向。特别是开发新的富氧和高通透性硅氧嵌段共聚物是非常有意义的。

        （二）膜式人工肺的类型

        1.平板型

        由平板薄膜组合而成。它又可分为折叠型和卷筒型二种。折叠型以Trarenal(TMD)膜式人工肺为代表，其薄膜由微孔聚丙烯组成，薄膜折叠成手风琴状，气侧有支持分隔板分隔，以保证气体能均匀地丹布，血液侧有尼龙网分隔，避免薄膜相互贴附而影响血液分布不均匀。折叠膜间另有一长方型气囊，充分加压后可使附着在膜材 表面的I缸膜变薄，有助于提高气体交换功能；卷筒型以Sci - Med Kolobow膜式人工肺 为代表，其薄膜由硅橡胶组成，厚约50μm，血面有“#”形尼龙网。硅橡胶膜先密封成长方形的袋状，有数根毛细管通出，以进气和排气。袋内有尼龙网支撑，避免薄膜相互贴附，将袋形薄膜卷缠在轴上。血液在袋外经过，气体内袋内进出。它是耳前广 泛用于临床的膜肺，尤对长期呼吸衰竭的支持，效果甚佳。

        2.管型可分为毛细管型和空心纤维型二类，毛细管型多采用硅橡胶制作，多用于人工肺 的质量传递和植人性研究；空心纤维以Capiox人工肺为代表，由聚丙烯空心纤维组成，微孔为650，孔隙率50%左右，纤维内径200μm，壁厚25ym，根数为1.6 - 3.0 x 104， 同时附有热交换器，性能照好，已在临床广泛使用。

        3.液膜型

        原理是O2经氟碳化合物后，形成裹有O2氟碳化合物的小气泡，小气泡进入血液 后，通过氟碳化合物膜进行气体交换。该型日前仍处于实验阶段。

        4.透析型

        该型人工肺采用类似于人工琦的血液透析装置。透析液内置入H2O2，膜面涂有催化剂氧化铑等催化加速H2O2分解为O2，从而达到摄取O2和以碳酸氧根的形式排出 CO2的目的。