本文根據近畿大學成果發佈編譯整理而成
日本近畿大學生物理可用能工學部醫用工學科副教授福田誠等人組成的研究團隊，成功開發出了全球最小的體外膜肺氧合（ECMO，俗稱「人工肺臟」），還能用於新冠電腦病毒傳染症（COVID-19）引起的重度急性呼吸窘迫症候群的冶癒。開發該產品主要打算用於兒童和低體重患者，預定從2021年開始由綜合醫療設備製造商JMS公司進行銷售。
全球最小的體外膜肺氧合（ECMO）
ECMO是一種可以透過膜分離法爲患者的血液供氧的醫療設備。分離膜（中空纖維透膜、平板膜）爲多孔結構，是由聚合物形成的粒狀物的三維層壓結構。因此，重要的是要觀察和分析膜上的三維細孔結構，測量氣體、溶質和溶液的膜滲透係數，並解析三維細孔結構與膜滲透現象之間的關係。在此基礎上，爲了最大限度發揮膜的功能，内置膜的器件和工藝的設計也很重要。在此次的研究中，ECMO的器件設計也非常重要。
ECMO的血液流路與人體的血管等相比非常複雜，因此血液以亂流而非層流狀態進行灌注。血液以亂流狀態灌注時，氣體滲透係數比較高，可以降低壓力損失，因此，設計什麼樣的血液流路能形成亂流狀態就非常重要。
另一方面，ECMO最嚴重的失功能（副作用）是在血液流路發生的流路堵塞。血液流路發生凝血或血栓會導致流路堵塞，壓力損失增大的話，血液將難以靠泵壓灌注到ECMO中，氧合能力也會大大降低。遇到這種情況時，需要將最初使用的ECMO緊急換成其他未使用的ECMO。在此程序中，就要中斷心臟血管外科手術或ECMO冶癒，存在危及患者生命的風險。國外的報告顯示，過度壓力損失的發生率爲0.4～2.5％，而在日本國内，據日本心臟血管外科學會工作群組報告，過度壓力損失導致的ECMO更換頻率爲成年人1/3,578例（0.03％）、兒童1/576例（0.17％）（2016年）。兒童的更換頻率爲成年人的6倍，因此，降低兒童患者使用時的更換頻率成爲緊迫課題。
在此次的研究中，爲了對由多種材料構成的ECMO内部血液流路進行無損成像，研究團隊首先利用和歌山縣工業技術中心的430kV高功率X射線CT裝置代替普通的醫用X射線CT裝置，觀察了流體灌注程序中的X射線造影劑和空氣的滯留情況，明確了造影劑和空氣在ECMO血液流路的局部區域的滯留情況。最終制定了透過抑制血液和空氣的滯留來降低過度壓力損失的ECMO設計方案，併成功開發出全球最小的ECMO。
論文資訊
題目：Newly developed pediatric membrane oxygenator which suppresses excessive pressure drop in cardiopulmonary bypass and extracorporeal membrane oxygenation (ECMO)
期刊：Membranes
URL：mdpi.com/2077-0375/10/11/362
日語發佈資料
編譯：JST客觀日本編輯部
