ECMO即體外膜肺氧合治療儀，俗稱“人工肺”，在抗擊新冠肺炎疫情中屢次“臨危受命”救治危重病患者而被公眾所知曉。膜肺是ECMO系統(tǒng)的核心部件，現在廣泛采用的是第三代PMP中空纖維膜，由國外企業(yè)獨家供應，我國目前無法自主生產。那么想要實現此核心材料的自主生產有多難？

　　ECMO系統(tǒng)核心部件

　　新冠病毒攻擊的是肺泡細胞，導致肺部喪失換氣功能，患者無法呼吸。ECMO的主要工作原理就是將患者的靜脈血引流至體外，經過ECMO循環(huán)后，排出二氧化碳、補充氧氣，將非氧合血氧合成氧合血，然后通過導管輸回人體，同時具備輔助血液循環(huán)和呼吸2種功能，起到替代正常心肺功能的機器。

　　這種機器對重癥心肺功能衰竭患者提供持續(xù)的體外呼吸與循環(huán)，為治療重癥患者爭取更多的時間。ECMO是目前針對嚴重心肺功能衰竭最核心的支持手段，也譽稱為重癥患者的“最后救命稻草”。

　　膜肺是ECMO系統(tǒng)的核心部件，承擔血液氧合功能，其內部由中空微孔纖維膜絲構成。系統(tǒng)運行時，血液流經中空纖維膜的外表面，氧氣則從中空纖維膜的內腔流過，通過擴散作用，氧氣進入血液，血液中的二氧化碳進入中空纖維膜內腔隨氧氣一起被帶走，替代肺功能。這就要求膜肺材料既擁有很好的透氣性能，又能實現長效疏水，以滿足臨床中持續(xù)運行數周甚至數月的要求。

　　獨家壟斷價格高昂

　　膜肺的材料經歷了第一代材料固體硅膠膜、第二代材料微孔中空纖維膜以及第三代材料PMP中空纖維膜。三代膜肺材料的發(fā)展逐步提高了臨床的使用效果。一代固體硅膠膜具有相容性好、血漿滲漏少的優(yōu)點，但排氣困難、預充量大、跨膜壓差大。隨后，二代微孔中空纖維膜的出現解決了排氣困難的問題，但由于有微孔，血漿滲漏可能性較高，使氧合能力下降。

　　目前，主要使用的第三代PMP中空纖維膜結合了第一代和第二代膜肺材料的優(yōu)點。PMP是由丙烯二聚制取的4-甲基-1-戊烯為單體聚合而成。PMP膜對氧氣和氮氣的滲透系數高，氧氣通量大，在所有聚合物中居前列，還具有低溶出及生物安全性等特性，增加了血液相和氣相分離度，克服了血漿滲漏的問題，延長了ECMO的臨床使用時間。

　　目前，PMP膜全球只有3M公司旗下的Membrana公司能獨家供應。因其產能緊張，導致下游ECMO企業(yè)產能受限、價格居高不下。我國尚不能自主生產ECMO，全部依賴進口。新冠肺炎疫情暴發(fā)后，國內特別是湖北危重癥患者不斷增加，“人工肺”需求越來越高，而全國一共也就有400臺左右。2月27日，中央應對新冠肺炎疫情工作領導小組從全國調集ECMO等設備支援湖北，16臺進口ECMO從德國緊急運到武漢，滿足治療一線的使用。而且ECMO開機5萬元起步，使用中每天還需花費2萬元，耗材中最費錢的也是膜肺材料PMP膜。

　　性能特殊制造難度大

　　PMP膜工作原理簡單，但是制膜卻有很大的難度。PMP晶區(qū)和非晶區(qū)密度一樣，成孔尺度很小，結晶規(guī)律不一樣，晶粒的尺寸、形態(tài)比較特殊，透過組分不能透過結晶區(qū)，成膜拉伸成孔要在非晶區(qū)。所以PMP膜在工藝控制、成膜、拉伸成孔方面，比聚乙烯、聚丙烯都難控制。

　　采用干法成膜拉伸成孔不好控制，孔徑大且不規(guī)則。目前國內能采用干法將PMP拉伸成膜，但是不能成孔，只能用于線路板、電池隔膜等工業(yè)領域。ECMO膜肺的PMP膜為滲透膜，要求成孔尺寸小且均勻。PMP干法成膜即便多極拉伸達到這個要求，還有很大距離，難度很大。

　　而濕法成膜更容易實現產業(yè)化。濕法成膜溶劑相分離比較均勻，孔徑好控制，尺寸也小。然而，溶劑對PMP膜結晶度、膜分離系數、膜通量都有影響，溶劑的品種和濃度，冷凝液、萃取液的種類，干燥和熱定型處理的條件等，任何一個條件變化，膜的氣體滲透性能和選擇性能都會發(fā)生變化。

　　濕法難度在于相分離過程要控制好條件，成孔剛合適，還要控制好拉伸工藝。相分離中成膜液的濃度、添加劑的含量、蒸發(fā)時間的長短，拉伸法中拉伸的比率、熱處理的溫度和時間，都要控制好才能精確地控制最終膜的結構。

　　即便這樣，采用濕法制取的PMP膜還并不能直接應用于ECMO中。因為血液中的二氧化碳大部分以HCO3-形式存在，清除效率由HCO3-水解速率決定，要對膜表面進行改性，采用水等離子處理技術將羥基引入PMP表面，再以溴化為偶聯(lián)劑，將碳酸酐酶共價接枝在PMP表面，以提高其清除血液中二氧化碳的能力。

　　因此，生產PMP膜需要材料、化學等多學科專業(yè)聯(lián)動，需要各種專業(yè)技術的整合，只要是整合就變成了技術流程管理問題，這就一定比技術問題更為復雜。