日前，由清華大學(xué)機(jī)械工程系與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究院、北京清華長庚醫(yī)院聯(lián)合研發(fā)的體外膜肺氧合器，成功小批量試制樣機(jī)，并順利完成動物預(yù)實(shí)驗(yàn)。

體外膜肺氧合器（ECMO，Extracorporeal Membrane Oxygenation）是將人體靜脈血引出體外進(jìn)行氣體交換變成動脈血，再回輸體內(nèi)實(shí)現(xiàn)氧供的生命支持裝備。ECMO是重癥呼吸衰竭、慢性阻塞性肺炎、急性心肺復(fù)蘇、胸外科創(chuàng)傷急救等臨床救護(hù)中的終極救命武器。在“非典”和新冠肺炎重癥病人救治中，成為“生死之門”的最后一道防線。國內(nèi)在核心膜材料、血液循環(huán)整體設(shè)計(jì)、器件制造等環(huán)節(jié)都還處于空白。

2019年4月，機(jī)械工程系雒建斌院士團(tuán)隊(duì)與臨床醫(yī)學(xué)院董家鴻院士團(tuán)隊(duì)啟動ECMO聯(lián)合攻關(guān)小組。2019年6月，清華大學(xué)精準(zhǔn)醫(yī)研院人工心肺中心獲批成立，中心由機(jī)械系張向軍研究員與北京清華長庚醫(yī)院許媛主任擔(dān)任共同主任，聯(lián)合北京協(xié)和醫(yī)院、東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院等單位致力于膜肺機(jī)理研究、核心膜材料制備加工、血液氧合界面優(yōu)化、整機(jī)集成設(shè)計(jì)等攻關(guān)。2020年初新冠肺炎疫情的暴發(fā)加速了項(xiàng)目研發(fā)進(jìn)度，在國家部委與清華大學(xué)工科揭榜項(xiàng)目的大力支持下，清華ECMO研究項(xiàng)目進(jìn)入國家藥監(jiān)局綠色應(yīng)急通道。

2022年開始，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)順利實(shí)現(xiàn)了ECMO樣機(jī)與二氧化碳去除機(jī)的小批量試制，在北京清華長庚醫(yī)院張萍副院長、薛亞軍主任等的臨床團(tuán)隊(duì)支持下，開展了多例動物預(yù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)采用大體重的小尾寒羊作為測試對象，在從小流量到大流量血流測試的條件下，通過動物造模，實(shí)現(xiàn)膜肺連續(xù)轉(zhuǎn)機(jī)成功。動物體征與血液指標(biāo)變化、膜肺裝備性能、如氧合效率、二氧化碳去除效率、跨膜壓差等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到預(yù)期效果,為后續(xù)向ECMO產(chǎn)品化推進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

該團(tuán)隊(duì)通過對膜材料、血液微流控與傳質(zhì)、表界面技術(shù)的多學(xué)科交叉研究，在ECMO核心機(jī)理與設(shè)計(jì)、關(guān)鍵材料與涂層技術(shù)上進(jìn)行自主創(chuàng)新，具有獨(dú)特技術(shù)特色和自主專利布局。該研究進(jìn)展有望成為清華大學(xué)發(fā)揮醫(yī)工結(jié)合優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)我國高端醫(yī)療裝備自主創(chuàng)新和突破的關(guān)鍵里程碑。