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關鍵詞： 左心輔助裝置中血泵 發(fā)展現(xiàn)狀
1 容積式血泵
在早期開發(fā)的全人工心臟和輔助循環(huán)裝置中的血泵，由于主要模擬人的自然心臟，故這個時期的血泵主要是容積式血泵。容積式血泵是由一個血袋、控制血流方向的瓣及動力部分組成。單向瓣允許血液從進口端流入和從出口端流出，當動力部分擠壓血袋時，血袋的容積減少，從而把血液擠壓出去，類似于心臟的收縮過程；當血袋的壓力減少時外部的血液就會流入血袋，類似于心臟的舒張過程。按血泵的血袋結構可將泵分為兩類：
(1)袋的一部分是由易彎曲的膜組成，其余的部分由硬殼組成，稱為膜式泵，如Toru Masuzawa開發(fā)的血泵［1］、Utah-100全人工心臟中的血泵、Millner等制造的全人工心臟［2］。
(2)袋的全部是由易彎曲的膜組成，稱為囊式泵，如賓西法尼亞州立大學和3M康復中心聯(lián)合制造的人工心臟中的血泵［3］、Erik等制造的全人工心臟［4］。囊式泵有三種：①氣動血泵，靠氣體驅動；泵體積比較大，通常動力源置于體外，有比較粗的管路經過皮膚。②靠液體驅動的電液泵；③直接靠直流無刷電動機驅動的電動泵。
總之，容積式泵缺點是體積大，不易植入；由于有龐大的附屬機構，要有管道和線使得內外連通，故易感染；瓣和膜是這類血泵關鍵部件，它們易損壞，且是血栓易形成的部位；另外，由于與血液的接觸面積大，溶血也比較嚴重。其優(yōu)點是這類泵類似于自然的心臟，都是搏動的，與人的正常生理結構相適應，有利于各主要臟器的血液微循環(huán)灌注。
2 葉片式血泵
由于各種容積式血泵存在上述的缺點嚴重制約其進一步的廣泛應用，于是人們開始研究體積小、可植入式的葉片泵。由于葉片泵是平流泵，與人的搏動血流不一樣。故在研究葉片泵的同時人們一直廣泛地探討平流對人體生理狀態(tài)的影響，有的學者認為：在急性左心衰的早期治療過程中，搏動式輔助循環(huán)對腎臟、外周器官及細胞的新陳代謝將產生優(yōu)越的血流，另一方面，非搏動流對維持體循環(huán)無效，若連續(xù)輔助時間超過三個小時，將會對一些主要器官產生不可逆轉的損壞［5，6］。但Hindman 等在1995年報道了，雖然在低溫條件下，搏動的心臟轉流對腦的血液循環(huán)和代謝比非搏動的心肺轉流要優(yōu)越得多；而在37℃時對兔子的左心轉流過程中，發(fā)現(xiàn)其腦血流量和腦代謝耗氧量搏動流和平流差別不大［7］。1977年，Nose等發(fā)現(xiàn)：如果使用平流泵泵出的血流量比所需搏動血泵流量大20%時，將不會發(fā)生異常的生理循環(huán)［9］。
葉片式血泵的優(yōu)點是：結構比較簡單，體積小，易于植入；與血液接觸面積小，抗血栓性能好；因可植入，感染問題也可得到較好解決；耐久性好；低功耗；易于操作；價格也較低等。研究較多的葉片血泵主要包括離心泵和軸流泵，下面分別敘述之：
(1) 離心血泵 離心血泵是將葉片裝在軸上，當軸高速旋轉時，這些葉片將引導血液并將其拋至外沿，葉片對血液的動力作用將形成動脈壓，顯然，壓力的大小取決于葉輪的轉速，一般情況下，轉速越高則所形成的動脈壓也越高。屬于這種類型的血泵有：Biomedicus(Minneapolis,MN)離心泵、錢坤喜等研制的血泵、Delphin離心泵、Sarns離心泵等［9—11］。Biomedicus(Minneapolis,MN)離心泵、Sarns離心泵已應用于臨床。其它的還在研究中，而Nojiri［12］等研制的微型懸浮式磁力耦合離心泵，葉片靠磁力懸浮在泵內，無需支撐，從而解決了密封問題，減少了血栓的發(fā)生。目前這種離心泵在體動物實驗已超過了1年。
由于離心泵工作時，葉片要高速旋轉，由此對紅細胞所引起的機械破壞引起了人們的重視，Schima［13］報道了離心泵對紅細胞所引起的機械破壞與紅細胞的彈性無關。
(2)軸流血泵 軸流泵的葉片也是裝在軸上，當軸旋轉時，血液是沿著傾斜的方向拋出(沿螺旋線方向運動)，經過導葉導流后，血液基本上是沿軸流方向運動，故稱為軸流泵。它能提供較大的流量。這類泵有：Hemopump泵、Nimbus Axipump泵、Javik2000軸流泵。
目前已應用于臨床的只有Hemopump,其它的還在研究階段。
這類泵的最大優(yōu)點是體積小、流量大、效率高，如：Hemopump［14］泵的直徑僅為7mm，可通過周圍動脈(股動脈)沿主動脈放入左室，將左室的血液泵入主動脈。其轉速可達到25000rpm/s，流量可達到3.5L/min。德州心臟研究所研制的Jarvik 2000微型軸流泵［15］、Baylor大學和美國國家宇航局一同研制的Baylor／NASA微型軸流泵均在動物實驗階段［16］、Kennjl［17］等研制的軸流泵其長為10cm，直徑為14cm，壓差為90mmHg時，其流量可達8L/min。
3 其它類型式泵
除了容積式血泵和葉片式血泵外，也有人在研究其它類型的血泵，如Takesh［18］等報道了由生物人工心室組成的循環(huán)輔助設備，該人工心室由骨骼肌組成，其上排列著生物人工心臟內膜。其優(yōu)點是血栓較少；但若作為長期使用，血栓形成仍是一個大問題。Monties［19］等研制的血泵原理類似于推板式，內有一個橢圓形的轉子，轉子與定子之間只有一個接觸點，是一個沒有瓣膜、低轉速、半搏動流的旋轉泵。也有關于其它種類血泵的報道，在此不作介紹了。
4 存在問題和展望
血栓和溶血問題仍然是當前和今后要研究的兩大課題。血栓形成的根本原因是材料的生物相容性問題。目前解決的方法基本上可分為兩種：一是采用涂層的辦法，使表面光滑，允許有微栓形成，但不會形成大的血栓，從而不致影響正常的生理機能；二是采用粗糙表面，使血小板沉積在其上，形成假內膜，從而避免血栓形成。產生溶血的原因：一是血液與非生物材料接觸面的大小有關，接觸面大溶血程度就嚴重；二是血液的湍流運動及機械運動對血液的破壞，這可通過優(yōu)化泵的結構來解決［20］。
軸承密封問題是當今研究的另一個課題，由于對輔助時間要求的延長，又因葉片泵大多是轉動泵，故其存在的密封問題就變得越來越重要。密封對于轉動血泵的使用壽命、機械性能、結構簡化、溶血和血栓都起著至關重要的作用，磁懸浮軸承的應用對這個問題的解決提供了廣闊的前景。然而，使用磁懸浮軸承又為泵的結構增加了復雜性，對縮小泵的體積不利。
從容積式血泵到葉片式血泵，再到目前軸流式血泵的大量研究�？梢钥闯鲅芯矿w積小，操作方便，以便能迅速植入的血泵，是血泵發(fā)展的一個趨勢�？傊瑸榱私鉀Q血泵存在的問題，血泵的研究正在結合多學科(如計算機、自動化、材料、醫(yī)學、機械、力學、物理、數學等)中最新的成果，一步一步地趨向完善。
5 參考文獻
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�。�3］ Weiss W J,et al.Resent improvements in a completely implanted total artifical heart.ASAIO Journal,1996,42:M342
［4］ Erik Koppert,et al.A total artifical heart of neonates allowing bridging to transplantation.ASAIO Journal,1990,36:M226
�。�5］ Sezai A,et al.Microcirculation of kindney and skin during left ventricular assisted circulation-comparative studies of pulsatile and nonpulsatile assists.Jpn J Thorac Cardiovasc Surg,1998,46(12):1239
�。�6］ Sezai A,et al.Major organ function under mechanical support:comparative studies of pulsatile and nonpulsatile circulation.Artif Organs,1999,23(3):280
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