體外循環人造肺的制作方法

本發明屬于人體醫學人造器官，具體的說是一種體外循環人造肺。

二、

背景技術：
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呼吸運動和功能是人體生命存在的最重要和首要的顯性體征。呼吸系統的核心主體是肺，而肺是現代醫學可移植和替代的臟器中實施操作中技術含量高、難度大，而效果尚不理想的治療手段。因此，因肺的疾病和損傷威脅生命的患者，其生存希望更渺茫和淡泊。現有技術應對缺氧和呼吸困難的患者，主要是從呼吸的動力及氣體供給的質和量等方面對癥處置，但對因肺的結構和功能造成的氣體交換障礙患者收效不大。

三、

技術實現要素：

本發明的目的是針對以上問題和現狀，從生理學的角度提供一種改善血氧含量、滿足機體代謝氧需求的體外循環人造肺。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種體外循環人造肺，包括肺囊腔、排氣囊腔、吸氧囊腔、隔膜、靜脈血入口、動脈血出口、毛細血管、排氣口、氧氣輸入口、負壓控制濾過閥和正壓控制濾過閥，其特征是肺囊腔為具有彈性定型支撐力的柔性囊腔，由隔膜橫向分隔為排氣囊腔和吸氧囊腔兩部分；排氣囊腔設置有負壓控制濾過閥的排氣口，吸氧囊腔設置有正壓控制濾過閥的氧氣輸入口；排氣囊腔的起始端設置靜脈入口，進入排氣囊腔后立即分流為毛細血管束；吸氧囊腔末端設置動脈血出口，動脈血出口匯集由排氣囊腔系數穿過隔膜并貫穿吸氧囊腔全程的毛細血管；毛細血管為由透氣不透水的半透膜制作的具有彈性支撐功能的毛細管；由靜脈血入口輸入的靜脈血在毛細血管內流動，由于排氣囊腔的負壓環境影響，血液內溶解的，以二氧化碳為主的氣體迅速彌散于囊腔并由排氣口排出；低氣體溶解濃度的血液經縱隔膜進入吸氧囊腔，由于吸氧囊腔內的正壓純氧環境影響，及紅細胞及血紅蛋白的主動親和作用和血液的溶解作用，氧氣迅速彌散進入毛細血管形成動脈血，眾多毛細血管匯集后由動脈血出口排出；連接于排氣口的負壓控制濾過閥維持排氣囊腔內持續穩定的負壓環境并防止微生物及雜塵返流進入排氣囊腔；連接于氧氣輸入口的正壓控制濾過閥維持吸氧囊腔內持續穩定的正壓環境并防止微生物及雜塵進入吸氧囊腔。

所述的體外循環人造肺，其特征是通過氧氣輸入口進入吸氧囊腔的氧氣于輸入前進行加濕處置。

所述的體外循環人造肺，其特征是肺囊腔內充盈等滲液體，排氣囊腔內毛細血管血液所含二氧化碳為主的廢氣先行彌散溶解于等滲液體，再由等滲液體溢出游離間接排出，或以循環等滲液體方式直接排出，吸氧囊腔內低氣體含量的血液在正壓過飽和純氧等滲液體中，通過毛細血管半透膜壁彌散，間接結合和溶解氧氣經動脈血出口排出；所述充滿等滲液體的排氣囊腔和吸氧囊腔上部允許出現氣體空泡。

所述的體外循環人造肺，其特征是對人造肺形態和彈性性能進行與人體胸腔的匹配適應性設置，將囊腔肺植入部分或全部切除肺葉的胸腔，氧氣輸入口及正負控制過濾閥由胸壁引出，排氣口與氣管吻合，肺脈血入口與肺動脈吻合，動脈血出口與肺靜脈吻合，實現體內循環，體外控制的人造肺。

動物進化過程中肺的發生和發展完善，能夠直接從氣態環境中捕獲氧氣完成代謝過程，大大提高了有肺動物的活動范圍和適應環境的能力，是動物從海洋走向陸地的關鍵。但是通過肺獲取氧氣的生理過程是通過復雜的固定通道、功能單位吸與呼的往返過程實現的，極大的局限了氣體代謝的功能和效率。不能不說是動物進化過程中發生的方向性缺陷，為其后進化出的多樣性高級動物，特別是頂端的人類遺留的重大遺憾。

本發明的體外循環人造肺仿照現存高級水生有腮動物和高級陸生動物離水前獲取氧氣的代謝方式：通過單向的、分段連續的、具有負正壓動力的技術方案，完成呼吸的代謝過程，具有突出的實質性特點和顯著的進步：

1、與人體呼吸的正常生理過程和機能相比，本發明的囊腔肺消除了人體生理肺存在的：(1)吸氣與呼氣過程是不間斷交替進行的，多數時間都損耗在氣體的流動過程之中，給氣體交替提供的時間極其短暫。(2)吸入的新鮮空氣向血液內的彌散，血液內以二氧化碳為主的廢氣向肺泡內的溢散，是在肺泡內的混合過程中同時實現的，其混合過程首先是降低了所有氣體的分壓差，而氣體分壓差是彌散和溢散速率的最主要動力來源。(3)由于吸氣與呼氣過程在同一套通道和功能單位中交替進行，基本固定的氣管通道容積和依賴彈性張縮的肺泡積存著大量無功能死腔氣，或稱殘氣，使進入肺泡進行交換的新鮮氣體量占比明顯減少。(4)人體完成吸氣與呼氣的動力是胸腔變形造成的腔負正壓實現的，但這種負正壓僅局限于氣體的流動，較少存在與氣體的內在交換存在匹配性。本發明的囊腔肺在所有時間和空間范圍內，以最大氣體分壓差保證氣體的溢散和彌散過程，外加負、正壓的輔助動力，能夠以高速度、高質量、大數量完成氣體交換，能以較少量體表靜脈血部分血流通過囊腔肺內的氣體交換，獲得和攜帶大量氧氣，取代或補償人體生理肺的氣體交換功能。

2、與現行醫療體系中應對呼吸困難、缺氧患者所采用的提高供氣氧含量或機械性增加潮氣量等措施相比：本發明完全或部分撇開機能或功能不全的生理肺，直接對運輸氧氣至組織的載體血液供氧，不受或少受生理肺功能狀態的限制，更積極主動、有效和可靠。

3、本發明的體外循環人造肺在與生理肺不發生聯系的狀態下獨立完成機體與環境的氣體交換，對生理肺機械動作不產生關聯，生理肺尚還具備的殘余功能仍可照常進行，其附帶的發聲交流功能不受影響。

四、附圖說明：

圖1為體外循環人造肺的肺囊腔側剖面示意圖。

圖2為體外循環人造肺的肺囊腔橫斷面示意圖。

圖中：1肺囊腔、2排氣囊腔、3吸氧囊腔、4隔膜、5靜脈血入口、6動脈血出口、7毛細血管、8排氣口、9氧氣輸入口、10負壓控制濾過閥、11正壓控制濾過閥。

五、具體實施方式：

下面結合說明書附圖對本發明作進一步詳細說明：

如力1、圖2所示，肺囊腔1為用具有彈性定型支持力材料制作的長筒狀柔性囊腔，囊腔中部設置一隔膜4分隔為排氣囊腔2和吸氧囊腔3。肺囊腔1的起始端設置靜脈血入口5和排氣口8，靜脈血進入肺囊腔1后即分流為眾多毛細血管7組成的毛細血管束，毛細血管7為用透氣不透水的半透膜制作為具有彈性支撐功能的并列毛細管。毛細血管7由排氣囊腔2系數穿過隔膜4進入吸氧囊腔3。毛細血管7于肺囊腔1末端匯集經由動脈血出口6排出返回。肺囊腔1的末端上設置氧氣輸入口9。排氣口8排出氣體的管線上設置負壓控制濾過閥10，氧氣輸入口9輸入氧氣的管線上設置正壓控制濾過閥11。

使用時，整套體外循環人造肺進行殺菌消毒處理，血液流經部位進行致熱源消除處理并充注等滲鹽水至無氣泡殘存，通過管線將表淺大靜脈血液經靜脈血入口5導入肺囊腔1內的毛細血管束，完成氣體交換后匯集經動脈血出口6輸出返回表淺大靜脈。排氣囊腔2通過負壓控制濾過閥10保持穩定負壓狀態并防止異物逆向進入排氣囊腔2，氧氣經正壓控制濾過閥11通過氧氣輸入口5進入吸氧囊腔3并保持穩定正壓供給和防止異物隨同進入。

除說明書所述的技術特征外，均為本專業技術人員的已知技術。