人工心肺系统（以下简称“ECMO”）是重症呼吸衰竭的有效治疗手段，不过，现在广泛使用的装置庞大而复杂，因此不适合应对紧急情况，而且也很难在医院以外的地方使用。日前，日本国立循环器病研究中心移植医疗部的福嶌敎伟部长与开放创新中心的巽英介副主任等人组成的研究团队，全球率先开发出了小型、轻量、可长时间使用的新一代人工心肺系统“BR13030”。
在医生的主导下，新一代人工心肺系统“BR13030”从2020年3月10日已经开始在国立循环器病研究中心、大阪大学医学部附属医院和关西医科大学综合医疗中心三座设施，利用BR13030实施对重症呼吸衰竭和心力衰竭患者进行辅助循环的一期临床试验（First In Human，首次在人体上使用新开发的药品和医疗器械，确认其有用性和安全性的试验）。
图1：在医生主导下的临床试验中使用的小型人工心肺系统
研究背景
人工心肺系统（以下简称“ECMO”）主要用于人工呼吸机和升压剂等常规治疗方法无效的重症呼吸衰竭或循环衰竭患者。ECMO由原来用于心脏外科手术的人工心肺装置发展而来，近年来，其临床应用范围扩大到了急救领域和重症监护领域，实用性逐渐提高。
主要用于支持循环的VA-ECMO（静脉-动脉转流ECMO）适用于常规药物疗法、外科疗法、心律失常治疗或机械辅助循环法均无法取得足够效果的重症心力衰竭和心源性休克患者，循环衰竭合并呼吸衰竭时也可以使用。适用的典型疾病包括各种心脏病（心肌病、继发性心肌病、缺血性心肌病、心肌炎）引起的低心排血量综合征、急性心肌梗死后的心源性循环衰竭及体外循环脱机困难等，日本及海外使用的ECMO有90％为VA-ECMO。
仅用来辅助呼吸的VV-ECMO（静脉-静脉流转ECMO）适用于可逆性急性呼吸衰竭患者。当利用常规的人工呼吸机无法维持生命时，或者继续利用人工呼吸机可能会对肺部造成不可逆的损伤时，考虑使用VV-ECMO。适用的典型疾病包括重症病毒性和细菌性肺炎、吸入性肺炎、急性呼吸窘迫综合征（Acute respiratory distress syndrome：ARDS）、肺移植过渡、移植肺功能障碍（再灌注损伤）、肺损伤引起的体外循环脱机困难、哮喘持续发作等。还有望成为目前肆虐全球的COVID-19以及之前爆发过的SARS、MARS和H5N1禽流感等引起的重症呼吸衰竭的有效治疗手段。
不过，现在广泛使用的装置庞大而复杂，因此不适合应对紧急情况，而且也很难在医院以外的地方使用，比如紧急运送重症患者的途中等情况。另外，由于抗血栓性和耐久性也不足，出现血栓栓塞症和出血并发症的风险较高，难以长期使用。目前，日本《药机法》批准的使用时间为6小时以内。因此，亟需开发一种无论在医院内部还是外部都易于安装，且可以安全地长时间使用的ECMO系统。
图2：与以往设备的比较
设备概要与研究成果
国立循环器病研究中心人工脏器部为了开发抗血栓性和长期耐久性优异的ECMO系统，从1986年开始一直在推进研究。该装置通过融合人工脏器部此前实现实用化的多种尖端技术，实现了较高的应急性、便携性、抗血栓性和耐久性。
新开发的装置体积小、重量轻（29×20×26cm，6.6kg），可轻松移动。为实现应急性，将专用电路单元安装到多功能集成型超小型驱动装置中，实现了可立即使用的系统，能在4分钟内快速启动（易安装性）。另外，在没有电源和供氧设备的地方，利用内置电池和拆卸式氧气瓶单元也可以连续运行1个小时。因此，利用救护车运送患者时等，可以在院外紧急安装使用。此外，该装置采用了人工脏器部以前开发的先进抗血栓技术，能最大限度减少抗凝治疗（安全性）。因此，能预防血栓性和出血性并发症，提高安全性。长期耐久性方面，在采用该装置的长期动物实验中，安装后分别实施了2周（4例）和4周（3例）的连续心肺辅助，所有实验动物都顺利度过了预定的时间。
实施方法与未来展望
此次临床试验以利用常规治疗方法难以救治的重症呼吸衰竭和心力衰竭患者为对象，目的是确认通过以同一回路进行最长14天的呼吸和循环辅助，确认能否提高患者的存活率。VA-ECMO和VV-ECMO加在一起，受试病例共25例（解析23例），目标是使其中2例以上的病例使用14天，3例以上的病例使用VV-ECMO，病例入组时间为2020年2月10日——2022年3月31日（约2年）。
如果能通过此次临床试验确认BR13030的效果，则有望将其作为挽救危重患者生命的医疗器械使用。
来源：贤集网