目前，心外科已成为普避开展的医疗技术，全世界每年约施行60万例心外科手术，平均每24小时有2000例。心脏直视手术的需要促使体外循环产生和发展，体外循环的发展又是心血管外科发展的前提和重要保证。“温故而知新”，回顾体外循环发展的历史，对心血管外科医生和体外循环灌注师来说，是不无裨益的。体外循环由实验进入临床是本世记下半叶的事，但从发展历史看，可追溯到上个世纪。18世纪末，19世纪初Stenon，Bichat及一批生理学家在动物实验中发现脑、脊髓，神经、肌肉等器官和组织：若有血流通过：则可短时间维持其生命。基于这些实验观察：法国LeGallois1812年提出一个设想“如果能用某种装置代替心脏，注射自然的或人造的动脉血，就可以成功地长期维持机体任何部份的存活”。这一思路堪称为离体器官体外灌注的先河。19世纪许多研究者为此目的进行了艰苦的探索。要达到离体器官体外灌注必须解决三个问题：一是血液的抗凝：二是要有某种装置代替心脏，驱动血液灌注，三是设法使静脉血氧合成动脉血，即代替肺进行体外氧合。

　　一、血液的抗凝

　　1848～1858年Brown-Sequard证明对离体器官灌注的血液必须经过氧合，他采取搅拌的方法将黑色的静脉血变成不凝的红色血，再用注射器注入动脉，可使离体的动物头保持神经反射。由于搅拌去除了血液中的纤维蛋白，从而使血液不凝，医学教育网|收集整理同时也使血液与空气接触实现氧合。这种去纤维蛋白血是早期灌注实验经常采用的灌注液不仅使用同种血，而且还使用异种血，如羊血、马血、牛血，因为这些血容易大量获得。1881年Martin在用小牛血灌注离体狗心时注意到有时这些血是有毒的。1903年3，Bradie报告用异种血灌注心脏，产生心律不齐并进而发生纤颤和挛缩。即使再用动物自己的血灌注也不能恢复。在本世记初，对不同种类血液的不相容性已得到广泛认可，在灌注实验中应用异种血逐渐放弃，在灌注实验中长期以来使用去纤维血，极大地掩盖了这种异种血的毒性。1900年Landsteiner发现人类红细胞的三个血型，1902年又发现第4个型。1927年命名为A、B、O、AB型，这为人类输血开辟了道路。1914年比利时人Hustin发现拘橼酸钠可以防止血凝，同年阿根廷的Agoto单用枸橼酸抗凝作输血。1915年Lewisohn报告用枸橼酸抗凝作输血安全有效。1916年McLean在肝组织匀浆中发现肝素有抗凝作用，后来经纯化和大量药理毒理实验于1936年用于临床。由于抗凝剂的发现，淘汰了去纤维血的应用。自肝素作为抗凝剂用于体外循环以来，一直沿用至今，而且成为体外循环不可缺少的药物，

　　二、血泵的诞生

　　血液灌注的动力比较窖易解决。开始Bernard（1848）和Brown-Sequard（1858）是用注射器灌注离体器官。后来演变成马达驱动的活塞泵。1890年Jacobj设计了一种灌注装置，在动脉端管道外放置一个橡皮球囊周期地改变球囊内压，以对管道产生脉动压力。1910年Hooker强调灌注脉压是灌注中的重要因素。为此，有许多人设计了各种脉动泵，虽然有些脉动式灌注装置现在仍有人使用，但对体外循环中脉动流的必要性至今仍有很大争议。

　　1925年德国外科医生Beck发明了滚压泵，用于输血,并获得专利。Beck泵作为无活瓣的管道泵有三个滚压轴和二根管道与今天所用的滚压泵非常相似。

　　1934年DeBakey在美国也研制了滚压泵用于输血，由于其操作简便、运转可靠，且可以电动也可以手动，后来作为血泵广泛用于人工心肺机，一直沿用至今。

　　1949年Saltzman和Rosenak设计了一种多指泵（即指压泵），在弹性管道上排有12个指状键，由马达带动呈波浪状运动，依次挤压管道，使其中的血液向一个方向流动，后来经改进制成Sigmamotor泵，曾于50年代的人工心肺机上使用，但由于不能精确定流量，操作也不便，机器笨重噪音大，后被淘汰。

　　三、血液的氧合

　　血液的体外氧合经历了较长时间的探索。1882年Schroder发明一种血液在体外氧合的方式，即从盛静脉血的容器底部将空气吹人，使产生气泡，当气泡在血液中上浮的过程中，血液通过血气界面进行气体交换。这是鼓泡式氧合器的原型。当时每分钟可使150ml静脉血氧合。缺点是产生大量泡沫并有溶血，注入动物体内易产生气栓。1885年VonFrey和Gruber制成第一台人工心肺机，可以连续灌注经氧合的血液。其氧合方法是使用一个直径14cm，长70cm用的玻璃圆筒，倾斜放置，用马达使其围绕长轴旋转，每分钟30转，血液依靠重力在圆筒内表面形成血膜，与筒内的空气接触进行氧合。圆筒内表面积超过0.42m2，可将210ml的血形成0.55mm厚的血膜，此即为血膜式氧合器的原型，它不会形成泡沫：氧合后的血用泵进行连续灌注。由于人工装置的氧合效率都不如生物肺、1895年Jacobj试用狗肺、猪和牛肺作为氧合器进行体外氧合，预充量为800ml，使用全血，可进行离体器官灌注实验4－6小时，没有发生肺水肿。