Ayrıca bir membran oksijenatör olarak da adlandırılan bir oksijenatör, kalp-akciğer makine sisteminin çok önemli bir parçasıdır. Görevi, kardiyopulmoner baypas (CPB) ameliyatı sırasında akciğerlerin iş yükünü devralmaktır. Cihaz perfüzyon uzmanı tarafından çalıştırılır ve hasta anestezi altındayken karbondioksiti uzaklaştırır ve kana oksijen ekler. Kandaki safsızlıklar çıkarıldıktan sonra, temiz veya kırmızı kan hastaya geri pompalanır. Heparin kaplı oksijenatör adı verilen başka bir cihazın CPB sırasında da kullanılabileceği ve sistemdeki kan pıhtıları potansiyelinin yanı sıra iltihabı azalttığı düşünülmektedir.
Makine esas olarak akciğerlerin işlevini üstlenir, ancak ameliyattan sonra kanı oksijenlendirmeye devam ederek daha sürdürülebilir bir yaşam destek sistemi olarak da işlev görebilir. Buna ekstrakorporeal membran oksijenasyonu denir. Oksijenatör sistemi genellikle yenidoğan yoğun bakım ünitelerindeki personel tarafından kritik durumda olan yenidoğanlara yardımcı olmak için kullanılır. Makinenin içinde kan ve gazı ayıran ve karbon monoksit gibi yabancı maddelerin bertaraf için gaza sızmasına izin veren çok ince, emici bir zar bulunur. Oksijenatör bileşeni birkaç gün kullanılabilir ve daha sonra atılır.
Oksijenatörün bir bileşeni olduğu kalp-akciğer makinesi, esasen, kalp fonksiyonunun yapay olarak kesildiği bir işlem sırasında kan ve oksijen akışını sürdüren bir cihazdır. Potasyum sitrat, kalbin kasılmalarını durdurmak için koroner sistemden pompalanır. Bu, organ kan ve oksijenden yokken doktorun ameliyat yapmasına izin verir. Cerrahların, kalp hala atıyorken açık kalp ameliyatı yapabilecekleri bazı durumlar vardır.
Bazen "pompa takımı" olarak bilinen perfüzyonistler, oksijenatörünü çalıştırırlar ve CPB'nin başarılı sonucu için çok önemlidir. Bu uzmanlar ayrıca ameliyat sırasında kan hücresi sayımı ve dolaşımını izlemekle görevlidirler. Bir anestezi uzmanı, perfüzyonistini operasyonun belirli kritik aşamalarında oksijenasyon sistemi yoluyla ilaç vermek için yönlendirebilir. Perfüzyonist kalp ameliyatı ekibinin hayati bir parçasıdır ve deneyimli teknisyenler büyük talep görmektedir.
Kalp-akciğer makinesi ilk olarak 1953'te bir insanda kullanıldı ve sadece iki kalıcı bileşene sahipti; oksijenatör ve pompa. Maliyetler nedeniyle, atılabilir parçalar 1950’lerin sonunda ortaya çıkmıştır. Kalp-akciğer makineleri tüm kardiyopulmoner baypas ameliyatlarında kullanılır ve bir çok can kurtarma işleminden kısmen sorumludur.
