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Sistema innovatore di inalazione per curare i bambini prematuri con le affezioni polmonari

I bambini prematuri che nascono prima che i loro polmoni abbiano rifinito la maturazione soffrono spesso da una mancanza di tensioattivo - una sostanza necessaria per lo sviluppo del polmone. Sono egualmente particolarmente suscettibili delle malattie dell'organo respiratorio, che devono essere trattate per mezzo di inalazione. Tuttavia, i sistemi di inalazione disponibili non sono adattati ai bisogni degli infanti e dei neonati prematuri. I ricercatori all'istituto di Fraunhofer per tossicologia e l'ELEMENTO sperimentale della medicina stanno lavorando con i partner per mettere a punto un sistema che permetterebbe che le droghe siano amministrate come aerosol in un modo efficiente e respiro-avviato. Ciò accorcerebbe la durata di terapia, quindi facilitante lo sforzo sui piccoli enti.

Universalmente, intorno 15 milione bambini nascono prematuramente ogni anno - e la tendenza sta sviluppandosi. I paesi industrializzati non fanno eccezione a questo sviluppo. Secondo le figure (WHO) dell'organizzazione mondiale della sanità, la tariffa in Germania è 9,2 per 100 neonati. Una delle complicazioni più comuni in bambini prematuri è displasia broncopolmonare, un'affezione polmonare cronica causata tramite la ventilazione artificiale di che gli infanti hanno bisogno spesso. Inoltre, perché i sistemi immunitari degli infanti prematuri non sono a sviluppo completo, hanno un rischio aumentato di infezione. Le infezioni del polmone sono trattate il più bene con le droghe inalate. Tuttavia, non ci sono sistemi di inalazione che si adattano specialmente ai bisogni dei bambini prematuri e di altri neonati, come sviluppando le tecnologie corrispondenti sono molto complicato dovuto le caratteristiche respiranti specifiche dei pazienti minuscoli. Gli infanti prematuri hanno tipicamente un alto ritmo respiratorio di 40 oltre a 60 respiri ai periodi minuscoli e brevi di inalazione di 0,25 - 0,4 secondi. Sopra questo, i polmoni neonatali hanno soltanto un piccolo volume corrente, ponente le difficoltà extra per il trattamento di inalazione. Per questo motivo, gli scienziati all'istituto di Fraunhofer per tossicologia e l'ELEMENTO sperimentale della medicina a Hannover stanno collaborando con i partner dall'industria e dalla ricerca per mettere a punto un nuovo sistema di inalazione permettendo che i bambini prematuri ricevano una terapia efficiente di inalazione che è delicata sui loro polmoni.

“Amministrare le droghe ai bambini prematuri per mezzo di inalazione è difficile. Il metodo corrente continuamente di consegna degli aerosol - cioè, droghe sotto forma di particelle - nel flusso d'aria è inefficiente. Per una cosa, una grande parte della droga costosa si perde a causa del rapporto di inalazione/esalazione e così non fornisce vantaggio medico. Inoltre, l'aerosol immediatamente è diluito tramite il flusso d'aria che attraversa through il respiratore,„ dice il Dott. Gerhard Pohlmann, direttore della divisione dell'ELEMENTO di Fraunhofer di assistenza tecnica biomedica di traduzione. I partner del progetto stanno mettendo a punto un nuovo metodo respiro-avviato con cui l'aerosol è amministrato direttamente al radiatore anteriore soltanto quando il bambino prematuro inala. “Per la prima volta, questo apre la porta alla somministrazione di farmaci altamente efficiente agli infanti prematuri. Ciò significa che la quantità di principi attivi può essere diminuita e le durate di terapia può essere accorciata. Inoltre, il controllo di tempo preciso con il boli molto breve di inalazione permette il trattamento messo a fuoco delle regioni specifiche del polmone,„ dice Pohlmann. Un simile sistema egualmente sarebbe fondamentalmente adatto a pazienti adulti che richiedono la terapia quotidiana di inalazione. L'accorciamento del tempo dell'amministrazione può migliorare sostanzialmente la loro qualità di vita.

Pellicola del sensore per il video della respirazione dei bambini prematuri

Il sistema innovatore di inalazione combina le due tecnologie: Un forcone nasale con una valvola miniatura dell'aerosol che direttamente si applica al radiatore anteriore dell'infante prematuro. Con un tempo di reazione appena di alcuni millisecondi, la valvola dell'aerosol permette che il principio attivo sia rilasciato in una rapida, modo mirato a. L'apertura della valvola è gestita da una pellicola del sensore. Ha messo sulla parete addominale del bambino prematuro, sensori flessibili di usi di questa matrice per individuare il movimento dell'addome superiore, quindi misurante il momento che esatto il bambino inspira. Per la versione precisa dell'aerosol, i comandi del segnale di misura la micro valvola via un algoritmo intelligente. “La sincronizzazione dell'inalazione deve essere catturata con un'accuratezza di circa 20 millisecondi. Collocando i sensori normali nella regione di esalazione di respiratore non permette questo livello di precisione,„ spiega il ricercatore. I sistemi respiro-avviati di inalazione attualmente disponibili sono qualsiasi fiducioso nella misurazione del segnale del respiro nel tubo flessibile respirante oppure accoppiato al sistema di ventilazione via una connessione elettrica. “Il nostro sistema di registrazione di respirazione dell'ventilatore-indipendente elimina la necessità di interferire con un'unità già approvata e così diminuisce gli ostacoli di approvazione.„

L'entrambe pellicola del sensore con i CI ultrasottili e la tecnologia respiro-avviata stanno sviluppande da un consorzio nel progetto di FLEXMAX (vedi la casella). Il ministero della pubblica istruzione e la ricerca federali tedeschi (BMBF) sta costituendo un fondo per il progetto, che gli aspetti chiave di indirizzi di nuovo Electronic Systems per assistenza tecnica medica intelligente (salubrità astuta) offrono.

Nelle prove con gli adulti e nelle prove facendo uso delle unità che simulano la respirazione dei bambini prematuri, c'era un aumento in un risparmio di temi di 60 per cento confrontati alla tecnologia convenzionale di inalazione. Per potere provare la pellicola del sensore ad una fase iniziale nelle circostanze realistiche, i partner del progetto egualmente stanno sviluppando una parete addominale artificiale che si muove come quella di un bambino prematuro.

Il sistema completo di inalazione è attualmente disponibile come dimostratore e catturerà circa tre - cinque anni prima che sia produzione-pronto, dice Pohlmann.

amministrazione Respiro-avviata delle droghe della asciutto-polvere

Il gruppo degli esperti all'ELEMENTO di Fraunhofer egualmente sta effettuando la ricerca sui sistemi di applicazioni per l'amministrazione delle formule della asciutto-polvere per mezzo di inalazione, che potrebbe essere usata, per esempio, per curare i bambini prematuri con la sindrome di emergenza respiratoria infantile. Questa sindrome sorge quando il polmone non a sviluppo completo non produce abbastanza tensioattivo o non ne produce c'è ne affatto. Senza tensioattivo, che diminuisce la tensione superficiale negli alveoli polmonari, il polmone non può espandersi. Il bambino soffre dalla privazione dell'ossigeno e dall'emergenza respirante ed ha bisogno della respirazione artificiale. Solitamente, il tensioattivo ottenuto dai polmoni animali è arrossito nel polmone sotto forma di sospensione. Il problema è che questa cosiddetta instillazione è traumatica ed il tensioattivo amministrato in una sospensione non si sparge neppure tramite i polmoni come gli aerosol fanno. Al contrario, se il tensioattivo è amministrato come aerosol asciutto inumidito da inalare, si distribuisce più in modo omogeneo e funziona più efficacemente.