目前，心外科已成為普避開展的醫(yī)療技術(shù)，全世界每年約施行60萬例心外科手術(shù)，平均每24小時有2000例。心臟直視手術(shù)的需要促使體外循環(huán)產(chǎn)生和發(fā)展，體外循環(huán)的發(fā)展又是心血管外科發(fā)展的前提和重要保證。“溫故而知新”，回顧體外循環(huán)發(fā)展的歷史，對心血管外科醫(yī)生和體外循環(huán)灌注師來說，是不無裨益的。體外循環(huán)由實驗進入臨床是本世記下半葉的事，但從發(fā)展歷史看，可追溯到上個世紀。18世紀末，19世紀初Stenon，Bichat及一批生理學家在動物實驗中發(fā)現(xiàn)腦、脊髓，神經(jīng)、肌肉等器官和組織：若有血流通過：則可短時間維持其生命?；谶@些實驗觀察：法國LeGallois1812年提出一個設想“如果能用某種裝置代替心臟，注射自然的或人造的動脈血，就可以成功地長期維持機體任何部份的存活”。這一思路堪稱為離體器官體外灌注的先河。19世紀許多研究者為此目的進行了艱苦的探索。要達到離體器官體外灌注必須解決三個問題：一是血液的抗凝：二是要有某種裝置代替心臟，驅(qū)動血液灌注，三是設法使靜脈血氧合成動脈血，即代替肺進行體外氧合。

　　一、血液的抗凝

　　1848～1858年Brown-Sequard證明對離體器官灌注的血液必須經(jīng)過氧合，他采取攪拌的方法將黑色的靜脈血變成不凝的紅色血，再用注射器注入動脈，可使離體的動物頭保持神經(jīng)反射。由于攪拌去除了血液中的纖維蛋白，從而使血液不凝，醫(yī)學教育網(wǎng)|收集整理同時也使血液與空氣接觸實現(xiàn)氧合。這種去纖維蛋白血是早期灌注實驗經(jīng)常采用的灌注液不僅使用同種血，而且還使用異種血，如羊血、馬血、牛血，因為這些血容易大量獲得。1881年Martin在用小牛血灌注離體狗心時注意到有時這些血是有毒的。1903年3，Bradie報告用異種血灌注心臟，產(chǎn)生心律不齊并進而發(fā)生纖顫和攣縮。即使再用動物自己的血灌注也不能恢復。在本世記初，對不同種類血液的不相容性已得到廣泛認可，在灌注實驗中應用異種血逐漸放棄，在灌注實驗中長期以來使用去纖維血，極大地掩蓋了這種異種血的毒性。1900年Landsteiner發(fā)現(xiàn)人類紅細胞的三個血型，1902年又發(fā)現(xiàn)第4個型。1927年命名為A、B、O、AB型，這為人類輸血開辟了道路。1914年比利時人Hustin發(fā)現(xiàn)拘櫞酸鈉可以防止血凝，同年阿根廷的Agoto單用枸櫞酸抗凝作輸血。1915年Lewisohn報告用枸櫞酸抗凝作輸血安全有效。1916年McLean在肝組織勻漿中發(fā)現(xiàn)肝素有抗凝作用，后來經(jīng)純化和大量藥理毒理實驗于1936年用于臨床。由于抗凝劑的發(fā)現(xiàn)，淘汰了去纖維血的應用。自肝素作為抗凝劑用于體外循環(huán)以來，一直沿用至今，而且成為體外循環(huán)不可缺少的藥物，

　　二、血泵的誕生

　　血液灌注的動力比較窖易解決。開始Bernard（1848）和Brown-Sequard（1858）是用注射器灌注離體器官。后來演變成馬達驅(qū)動的活塞泵。1890年Jacobj設計了一種灌注裝置，在動脈端管道外放置一個橡皮球囊周期地改變球囊內(nèi)壓，以對管道產(chǎn)生脈動壓力。1910年Hooker強調(diào)灌注脈壓是灌注中的重要因素。為此，有許多人設計了各種脈動泵，雖然有些脈動式灌注裝置現(xiàn)在仍有人使用，但對體外循環(huán)中脈動流的必要性至今仍有很大爭議。

　　1925年德國外科醫(yī)生Beck發(fā)明了滾壓泵，用于輸血,并獲得專利。Beck泵作為無活瓣的管道泵有三個滾壓軸和二根管道與今天所用的滾壓泵非常相似。

　　1934年DeBakey在美國也研制了滾壓泵用于輸血，由于其操作簡便、運轉(zhuǎn)可靠，且可以電動也可以手動，后來作為血泵廣泛用于人工心肺機，一直沿用至今。

　　1949年Saltzman和Rosenak設計了一種多指泵（即指壓泵），在彈性管道上排有12個指狀鍵，由馬達帶動呈波浪狀運動，依次擠壓管道，使其中的血液向一個方向流動，后來經(jīng)改進制成Sigmamotor泵，曾于50年代的人工心肺機上使用，但由于不能精確定流量，操作也不便，機器笨重噪音大，后被淘汰。

　　三、血液的氧合

　　血液的體外氧合經(jīng)歷了較長時間的探索。1882年Schroder發(fā)明一種血液在體外氧合的方式，即從盛靜脈血的容器底部將空氣吹人，使產(chǎn)生氣泡，當氣泡在血液中上浮的過程中，血液通過血氣界面進行氣體交換。這是鼓泡式氧合器的原型。當時每分鐘可使150ml靜脈血氧合。缺點是產(chǎn)生大量泡沫并有溶血，注入動物體內(nèi)易產(chǎn)生氣栓。1885年VonFrey和Gruber制成第一臺人工心肺機，可以連續(xù)灌注經(jīng)氧合的血液。其氧合方法是使用一個直徑14cm，長70cm用的玻璃圓筒，傾斜放置，用馬達使其圍繞長軸旋轉(zhuǎn)，每分鐘30轉(zhuǎn)，血液依靠重力在圓筒內(nèi)表面形成血膜，與筒內(nèi)的空氣接觸進行氧合。圓筒內(nèi)表面積超過0.42m2，可將210ml的血形成0.55mm厚的血膜，此即為血膜式氧合器的原型，它不會形成泡沫：氧合后的血用泵進行連續(xù)灌注。由于人工裝置的氧合效率都不如生物肺、1895年Jacobj試用狗肺、豬和牛肺作為氧合器進行體外氧合，預充量為800ml，使用全血，可進行離體器官灌注實驗4－6小時，沒有發(fā)生肺水腫。