對(duì)于處在嚴(yán)重肺部感染后恢復(fù)期、或是等待肺移植的人而言，“人造肺”成了權(quán)宜之計(jì)。目前，研究人員正在研發(fā)一種便攜式“人造肺”，集血泵和氧合器功能于一身，小到可以放進(jìn)背包里隨身攜帶。

近日，在國際期刊《心肺移植雜志》上，美國匹茲堡大學(xué)教授William Federspiel帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)報(bào)告了他們這款新型可穿戴式的“人造肺”。在4只成年綿羊身上，他們進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果顯示，新型“人造肺”可維持綿羊6小時(shí)的血氧需求。接下來，他們還將測試供氧延長到5天時(shí)的效果。該項(xiàng)目得到美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）340萬美元的資助。

肺衰竭的患者不少伴有心臟功能下降，血液到設(shè)備需要一定的外力支持。因而，“人造肺”實(shí)際上往往需要承擔(dān)一部分人工心臟的功能。常見的呼吸輔助設(shè)備中最主要的兩部分是血泵和氧合器，前者像心臟一樣幫助血液傳輸，后者則模擬肺的呼吸功能，為血液加入氧氣，去除二氧化碳。

現(xiàn)有傳統(tǒng)的呼吸輔助技術(shù)是體外膜肺氧合（ECMO），但說起來是人工心肺機(jī)，它的體型與自然的肺和心相差甚遠(yuǎn)，設(shè)備之笨重需要患者臥在病床才能發(fā)揮作用。

長期臥床對(duì)病人來說并不是一件好事，長期不運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致肌肉機(jī)能下降， 不利于康復(fù)。醫(yī)生會(huì)建議病人繞著醫(yī)院行走，做一些鍛煉，但笨重又拖著長長管子的設(shè)備成了病人很大的“包袱”。

除此之外，體外膜肺氧合還有一定感染風(fēng)險(xiǎn)。Federspiel團(tuán)隊(duì)為了設(shè)計(jì)更為輕便和高效的“人造肺”，研發(fā)了名為外置可移動(dòng)式輔助肺（Paracorporeal Ambulatory Assist Lung）的新型設(shè)備。它將血泵和氧合器結(jié)合在一個(gè)裝置中，只需一根短短的管子即可以和患者的脖子連接起來。據(jù)Federspiel介紹，新型設(shè)備可以提高氧氣和二氧化碳替換的效率。

而據(jù)英國《新科學(xué)人》雜志報(bào)道，美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)一團(tuán)隊(duì)最近正在研發(fā)另一款適用于心臟功能正常患者的“人造肺”，將在今年晚些時(shí)候發(fā)表結(jié)果。

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的這款“人工肺”會(huì)綁在病人身上，不再有動(dòng)力泵，僅靠心臟的力量，通過胸腔處穿出的管子，將血液運(yùn)輸至氧合器。借用這款設(shè)備，研究人員成功維持3只綿羊的生命長達(dá)兩周時(shí)間，另有1只綿羊上因出現(xiàn)心跳放緩的情況而中止實(shí)驗(yàn)。但據(jù)實(shí)驗(yàn)參與者稱，綿羊出現(xiàn)不良反應(yīng)并不是實(shí)驗(yàn)設(shè)備引起。

值得一提的是，匹茲堡大學(xué)和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的兩款“人造肺”都需要氧氣罐的輔助，盡管這些氧氣罐會(huì)遠(yuǎn)比現(xiàn)有的更易于攜帶。

也有研究人員在試圖真正意義上擺脫氧氣罐這一累贅，比如利用屋內(nèi)的空氣就可以供氧而不需要氧氣罐。研究人員設(shè)想的是一種由聚合物膜（polymer membranes）形成的極其纖細(xì)的管道，血液通過時(shí)可為氣體交換提供更大的空間。這種超薄管的直徑僅為20微米，它的另一個(gè)好處是，可以模擬人體肺臟的微小毛細(xì)血管輸送血小板時(shí)會(huì)產(chǎn)生的壓強(qiáng)，做到更為逼真和高效。目前， 這種設(shè)備的微型版在大鼠的實(shí)驗(yàn)中成功運(yùn)作。

但穿戴式“人造肺”的真正問世并沒有想象得那么簡單，至少可能比人造心臟更難些。

“心臟只是一個(gè)泵，而肺含有非常復(fù)雜氣囊分支，用來吸入和呼出血液中的氣體。” Federspiel說，“肺有強(qiáng)大的氣體交換能力，目前還沒有人為的技術(shù)可以和它的效率相媲美。”