十年磨一剑，刘淑琴教授团队关于ECMO研制的故事

ECMO，体外膜肺氧合，也被称为人工心肺机，主要用于对重症心肺功能衰竭患者提供持续的体外呼吸与循环，以维持患者生命。一场肆虐至今的新冠肺炎疫情，让这个平时并不为人熟知的机器，一下子成了万众瞩目的焦点。由于造价高和卡脖子技术问题，且并未实现国产化，ECMO在国内数量并不多，且都是从国外进口的。新冠肺炎疫情初期，ECMO一度成为十分紧缺的重要医疗资源。

ECMO的基本结构包括血管内插管、连接管路、离心泵（人工心脏）、氧合器膜肺（人工肺）、传感监测与控制系统等，最核心的部位是离心泵和氧合器膜肺，分别起到人工心脏和人工肺的作用，也是最具有技术难度的部分，是当前国产化的难点。

今年10月21日，在山东省新材料产业化成果项目签约仪式上，山东大学电气工程学院刘淑琴教授团队“应用于人工心肺的磁悬浮离心式人工心脏泵”项目签约，成果转化与合作总经费达到1.04亿，迈出了ECMO国产化的第一步。

从开始研制到进入如今的成果转化阶段，刘淑琴教授团队已经在这一领域持续攻关了十余年……

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源起

人工心脏，我们能做出来

2008年，得知刘淑琴教授团队在磁悬浮技术方面的科研实力，北京阜外医院慕名找来，想请团队研制国产磁悬浮人工心脏泵。阜外医院是有名的心血管病医院，深知人工心脏对心衰等病人的重要性和需求量。

“真正的技术是买不来的，那我们就自己研制。”刘淑琴教授说。

一支十几人的团队很快建立起来，学科背景涉及电磁、电气工程、机械工程、流体力学、计算机控制、材料、医学等等。团队将主要技术攻关方向聚焦在人工心脏和控制系统集成上，从轴流式磁悬浮人工心脏泵到离心式磁悬浮人工心脏泵均进行了研发和实验。人工心脏的核心是磁悬浮技术和高效叶轮的设计，刘淑琴教授团队在磁悬浮领域深耕多年，具有丰富的理论和实践经验，随着研究的推进，团队成员越做越有信心。每推进一步，“我们一定能做出来，而且做出来的一定不比国外的差”的信心就更坚定一步。

十年磨一剑，砺得梅花香。2018年，项目开始进入单机实验阶段，水力学实验、代血液实验……团队始终秉持严谨、踏实的科研态度，在各种实验中测试、完善设备的性能。“我们把该做的、能做的实验都做了，做的实验越多，越能更好地对设备进行完善”。

2019年4月份，团队的人工心脏实验宣布成功。

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加速

全力以赴，尽快填补国内空白

新冠肺炎疫情的爆发，让刘淑琴教授团队的ECMO整机实验进入加速期。

2020年1月22日，武汉大学中南医院首次使用ECMO成功救治一位重症新冠肺炎患者。第二天，国家卫健委印发《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》（试行第三版），正式将ECMO纳入其中。但与之形成矛盾的是，ECMO在国内数量有限，并不能完全满足疫情初期的救治需求。当时，众志成城之下，中国企业抱着“国家需要什么，我们生产什么”的信念，纷纷通过转产、扩产等方式，生产口罩、防护服等当时急需的防疫物资。然而，由于技术封锁，急需的ECMO却无法生产。

这让刘淑琴教授团队充满了责任感和科研攻关的紧迫感。原来只是意识到，ECMO能救命，国内没有核心技术，团队需要做。然而，这次疫情期间ECMO的供需严重不平衡与海外采购的艰难，让刘淑琴教授团队更加深刻地认识到，掌握核心技术，对国家、对人民的重要性。

“一定要使ECMO技术不再受制于人”。怀着这种急迫性，团队成员放弃休假，快速投入到了ECMO的整机实验中，通过血液实验、动物实验等，测试整个系统的可靠性。

为获取新鲜的动物血液，团队成员常常需要半夜到济南郊外的屠宰场，与对方沟通，获取经过合格工序处理的动物血液。郊外的寒意料峭、夜半的强压困意、强大的工作压力，团队成员从未抱怨过一句。团队两位齐鲁医院的成员用“殚精竭虑”来形容当时的工作状态和心情。做动物实验时，一般不会被纳入考虑范围的问题，他们也费尽心思尽全力考虑周全，比如动物血液和人的血在脆性上的差别，等等。“就是一门心思想赶紧把ECMO做成功”。

在这样的工作效率和工作状态下，短短几个月的时间，团队已经完成了两代整机的性能优化。

今年10月15日，团队对ECMO样机进行了动物实验，他们选取了羊做实验，羊上了手术台后，心跳因窒息停止，快速接上团队研制的ECMO样机后，约五分钟后，心电图显示心脏重新恢复跳动，之后体外循环实验一共持续了48小时。

经过测试，刘淑琴教授团队采用全磁悬浮技术心脏泵的ECMO样机，各项性能均达到了国际先进水平。

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转化

国产化量产，走好最后一公里

实验成功后，多家企业找到刘淑琴教授团队，洽谈合作转化事宜。10月21日，刘淑琴教授团队与宇云（青岛）健康管理有限公司签署协议，迈出了ECMO由实验室进入市场的第一步。

宇云（青岛）健康管理有限公司董事长黎子策说，通过调研，公司认为这是国内第一台形成整机的、可以向产业化方向转化的ECMO。填补国内空白、技术国际领先，这两项已经足够震撼，它又是在急救领域当中需要的。另外，我们一带一路沿线很多国家需要这样先进的医疗设备，性价比也比较高，这样我们会在全球范围内帮助更多的人。

目前，要实现ECMO国产化量产，还需要多场分批次的动物实验以及后期的临床实验。按照企业的推进进程，计划两年内实现量产。届时，我国将实现ECMO从进口到自主生产的突破。

刘淑琴教授说：“我们会尽最大努力配合企业做好后续技术工作，让ECMO尽快实现国产化量产。”

这是刘淑琴教授团队的心愿，也是所有参与ECMO国产化量产人员、乃至全国人民的心愿。

文|张丹丹

图| 张丹丹 资料

编辑| 程诗琪

责任编辑| 苗立群