[发明专利]植入式人工肺

说明书

本发明是关于由弹性塑料储血袋，袋内充填的硅胶毛细管网，以及管网内循环的富氧人造血所构成的液膜式人工肺，用于医疗上植入慢性呼吸衰竭病人的胸腔内，以便永久替代人体肺的呼吸功能。

人体肺的生理功能是进行气体交换，即从体外吸入氧气（O₂），通过肺泡进入肺循环的毛细血管网，使静脉血氧合成动脉化血;同时将人体代谢所产生的二氧化碳（CO₂）呼出体外。在慢性呼吸衰竭的病人，由于各种慢性肺部疾患致呼吸功能丧失贻尽，发生难治性低氧血症和高碳酸血症。此时病人的肺实质已遭受严重的不可逆损害，既使通过开放呼吸道持续高浓度给氧，甚至人工呼吸机正压通气治疗，也无助于肺泡与肺毛细血管网之间的气体交换，抢救无效者屡见不鲜。对这类病人可以施行异体肺移值，但移植肺的免疫排斥、供体来源等棘手问题难以解决，严重限制了移植手术的应用价值。而目前的各种膜式人工肺，必须通过体外循环装置与病人的血液进行气体交换，由于存在体积庞大、结构复杂，需血泵辅助加压，血球破坏严重，体液丧失明显等致命弱点，无法植入病人体内，只能临时放置于床旁，供急性呼吸衰竭的短期抢救使用。

本发明的目的，是为了提供一种能够长期埋藏于病人胸腔内，血循环阻力低，气体交换率高，结构简单，并发症少，符合人体肺的解剖生理特点，可以永久替代其呼吸功能的植入式人工脏器。

本发明的构思在于，根据人体肺及肺循环的解剖、生理特点，设计一种可固定于胸腔内的塑料储血袋，作为一个贮存回心血液的密闭弹性容器，其入口、出口分别与病人的肺动脉和肺静脉相连。储血袋内充填由近万根硅胶毛细管平行编织成的多层疏松网状结构，利用人体心脏自身提供的泵动力，驱使血液在毛细管外的众多网状缝隙中低阻力流动;同时在硅胶毛细管内，灌注由全氟碳化合物乳剂配制成的人造血，作为运输O₂及CO₂的中间载体，经管道回路与放置在体外的膜式氧合器相通，并由附加的滚压泵推动人造血在硅胶毛细管网内循环。由于含有人造血的硅胶毛细管网完全浸浴在储血袋内的人体血液中，根据气体弥散原理，薄层的硅胶毛细管壁构成一种气体半透膜，允许毛细管内外的O₂及CO₂分子依靠各自的压力梯度同时反向透过，在相互逆向流动的人造血与人体血之间进行气体交换。即来自于体外膜式氧合器的人造血携带大量氧气，经硅胶半透膜O₂进入毛细管外氧分压较低的静脉血，使之不断氧合成动脉化血;而病人血液中张力较高的CO₂，则同时弥散到硅胶毛细管内，由人造血输送到体外的氧合器排出。如此循环不已，从而永久替代人体肺的呼吸功能，实现本发明。

下面结合附图，对本发明作进一步地详细说明。

图1是本发明的正面剖视图。

图2是本发明的侧面剖视图。

图3是本发明的使用示意图。

如图1、图2，本发明的形状仿造人体生理肺，表面为一层密闭的塑料储血袋（1），作为人体肺循环中贮存回心血液的一个容器，其实际体积比静息呼吸时的左肺稍小，袋内的有效储血容积约500～750ml。塑料袋由医用高分子材料构成，植入胸腔后应随胸廓的呼吸运动伸展和回缩，故要求选择富有弹性的聚醚聚氨酯或硅橡胶作为外膜。为了防止血液凝固及血栓形成，储血袋内面可贴衬一层血容性好、表面光洁的抗凝血薄膜，如经明胶生物化处理或加入肝素共聚而得的嵌段聚氨酯，内外两层紧密地粘合在一起组成弹性复合膜。在储血袋（1）的上端内侧贴前胸处，为来自于右心的静脉血的入口（2）;而下端外侧贴后背处，开有两个血液出口（3），出入口管径应保证人工肺的血流量为3.0～5.0升/分。在储血袋（1）的外壁四周，均匀地分布十几个挂环（4），用于穿针挂线固定人工肺。