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(wàn)例心外科手術(shù)，平均每24小時(shí)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(duì)心血管外科醫(yī)生和體外循環(huán)灌注師來(lái)說(shuō)，是不無(wú)裨益的。體外循環(huán)由實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(gè)世紀(jì)。18世紀(jì)末，19世紀(jì)初Stenon，Bichat及一批生理學(xué)家在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)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(guò)：則可短時(shí)間維持其生命。基于這些實(shí)驗(yàn)觀察：法國(guó)LeGallois1812年提出一個(gè)設(shè)想“如果能用某種裝置代替心臟，注射自然的或人造的動(dòng)脈血，就可以成功地長(zhǎng)期維持機(jī)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(jì)許多研究者為此目的進(jìn)行了艱苦的探索。要達(dá)到離體器官體外灌注必須解決三個(gè)問(wèn)題：一是血液的抗凝：二是要有某種裝置代替心臟，驅(qū)動(dòng)血液灌注，三是設(shè)法使靜脈血氧合成動(dòng)脈血，即代替肺進(jìn)行體外氧合。

　　一、血液的抗凝

　　1848～1858年Brown-Sequard證明對(duì)離體器官灌注的血液必須經(jīng)過(guò)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(dòng)脈，可使離體的動(dòng)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(xué)教育網(wǎng)|收集整理同時(shí)也使血液與空氣接觸實(shí)現(xiàn)氧合。這種去纖維蛋白血是早期灌注實(shí)驗(yàn)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?yàn)檫@些血容易大量獲得。1881年Martin在用小牛血灌注離體狗心時(shí)注意到有時(shí)這些血是有毒的。1903年3，Bradie報(bào)告用異種血灌注心臟，產(chǎn)生心律不齊并進(jìn)而發(fā)生纖顫和攣縮。即使再用動(dòng)物自己的血灌注也不能恢復(fù)。在本世記初，對(duì)不同種類血液的不相容性已得到廣泛認(rèn)可，在灌注實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用異種血逐漸放棄，在灌注實(shí)驗(yàn)中長(zhǎng)期以來(lái)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(xì)胞的三個(gè)血型，1902年又發(fā)現(xiàn)第4個(gè)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(shí)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(bào)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(lái)經(jīng)純化和大量藥理毒理實(shí)驗(yàn)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(yīng)用。自肝素作為抗凝劑用于體外循環(huán)以來(lái)，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(dòng)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(lái)演變成馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的活塞泵。1890年Jacobj設(shè)計(jì)了一種灌注裝置，在動(dòng)脈端管道外放置一個(gè)橡皮球囊周期地改變球囊內(nèi)壓，以對(duì)管道產(chǎn)生脈動(dòng)壓力。1910年Hooker強(qiáng)調(diào)灌注脈壓是灌注中的重要因素。為此，有許多人設(shè)計(jì)了各種脈動(dòng)泵，雖然有些脈動(dòng)式灌注裝置現(xiàn)在仍有人使用，但對(duì)體外循環(huán)中脈動(dòng)流的必要性至今仍有很大爭(zhēng)議。

　　1925年德國(guó)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(wú)活瓣的管道泵有三個(gè)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(guó)也研制了滾壓泵用于輸血，由于其操作簡(jiǎn)便、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，且可以電動(dòng)也可以手動(dòng)，后來(lái)作為血泵廣泛用于人工心肺機(jī)，一直沿用至今。

　　1949年Saltzman和Rosenak設(shè)計(jì)了一種多指泵（即指壓泵），在彈性管道上排有12個(gè)指狀鍵，由馬達(dá)帶動(dòng)呈波浪狀運(yùn)動(dòng)，依次擠壓管道，使其中的血液向一個(gè)方向流動(dòng)，后來(lái)經(jīng)改進(jìn)制成Sigmamotor泵，曾于50年代的人工心肺機(jī)上使用，但由于不能精確定流量，操作也不便，機(jī)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(zhǎng)時(shí)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(dāng)氣泡在血液中上浮的過(guò)程中，血液通過(guò)血?dú)饨缑孢M(jìn)行氣體交換。這是鼓泡式氧合器的原型。當(dāng)時(shí)每分鐘可使150ml靜脈血氧合。缺點(diǎn)是產(chǎn)生大量泡沫并有溶血，注入動(dòng)物體內(nèi)易產(chǎn)生氣栓。1885年VonFrey和Gruber制成第一臺(tái)人工心肺機(jī)，可以連續(xù)灌注經(jīng)氧合的血液。其氧合方法是使用一個(gè)直徑14cm，長(zhǎng)70cm用的玻璃圓筒，傾斜放置，用馬達(dá)使其圍繞長(zhǎng)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(jìn)行氧合。圓筒內(nèi)表面積超過(guò)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(huì)形成泡沫：氧合后的血用泵進(jìn)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(jìn)行體外氧合，預(yù)充量為800ml，使用全血，可進(jìn)行離體器官灌注實(shí)驗(yàn)4－6小時(shí)，沒(méi)有發(fā)生肺水腫。