第二节　氧合器

一、气体交换装置分类

目前ECLS所使用的氧合器，有排出二氧化碳、氧气交换与血液温度调节功能。根据其制造材质可分为两大类：硅胶膜与中空纤维。其中硅胶膜氧合器已不多见，临床主要使用中空纤维膜氧合器。目前多为无规则缝隙样微孔纤维膜，可有效减少微气栓和血浆渗漏的发生，进一步提高了膜式氧合器的有效性和安全性。涂层技术可在不影响气体交换的情况下做到膜表面光滑、无微孔，具有很强大的抗血浆渗漏的能力。

新的中空纤维进一步增加了气体交换能力、减少了交换面积。采用中空纤维外走血内走气的设计方案可以很好地解决层流问题，血液在中空纤维之间流动时不断改变方向，使红细胞和血浆充分混合以达到单位面积的最佳氧合效果，从而大大减少了中空纤维的用量和预充量。

中空纤维的表面涂层技术增加了膜肺的生物相容性，加强了膜肺抗血浆渗漏能力，明显提高了膜肺的使用时间而广泛应用于长期ECMO支持。

现代膜式氧合器中变温与氧合的完美结合为体外生命支持提供了极大的便利。随着高效率热交换系数材料的问世，膜式氧合器变温装置的设计、性能和体积都发生了很大改进。MAQUET生产的Cardiohelp将氧合器和离心泵、流量探头、温度探头、血氧饱和度探头、压力探头等集合为一体，减少ECMO的管道长度和血液预充量，使ECMO操作更加安全简便（图5-3）。

图5-3　MAQUET生产的集成中空纤维氧合器

二、气体交换装置的病理生理学

肺的功能容易受到水肿、栓塞和不扩张的影响。在氧合器中，类似的中空纤维内形成水雾，纤维膜渗漏或血栓形成等状况会改变膜一侧的血液与另一侧的气体之间的匹配性，引起通气血流比例失调，同样会影响氧合器的气体交换。人工肺与人的肺一样，二氧化碳的交换比氧气的交换效率更高。

中空纤维内的气体一侧发生的变化包括气腔陷闭、堵塞（不张）或水冷凝（水肿），可在气体流速过慢时发生。在这种情况下，首先是氧合器后的血液中二氧化碳分压或浓度逐渐升高，直到交换面积明显减少，氧气的交换才会下降。

中空纤维外的血液一侧发生的变化主要由栓塞引起。这导致通气血流比例升高，首先是膜后的血液氧气分压下降，如果交换面积减少很多，二氧化碳的交换才会受影响。有明显栓塞的另一征象是跨膜压差会升高。