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Poumon artificiel neuf développé pour supporter les bébés avant terme dans la détresse respiratoire

Une équipe internationale aboutie par les chercheurs actuels et anciens d'université de McMaster a développé un poumon artificiel pour supporter bébés avant terme et autres nouveau-nés dans la détresse respiratoire.

Le groupe a prouvé le concept utilisant un porcelet sous tension, une opération importante le long de la route vers l'approbation pour l'usage chez l'homme, où l'appareil mobile pourrait sauver beaucoup de durées et éviter les dégâts catastrophiques en reprenant une partie du rôle du placenta en oxygénant le sang jusqu'à ce que les bébés puissent respirer indépendamment.

Cette technologie, qui est compliquée pour produire mais simple pour employer, va produire une situation où de plus en plus de ces bébés peut être enrégistrée, et c'est ce qui pilote nous tous pour faire ceci. »

Ravi Selvaganapathy, professeur de mécanique et génie biomédical chez McMaster qui retient la présidence de recherches du Canada dans Biomicrofluidics

Le dispositif, conçu pour être branché à un cordon ombilical nouveau-né, emploie le pouvoir existant du coeur de piloter le sang par des glissières d'une membrane fine dont la structure ressemble à la garniture des poumons, permettant le desserrage du dioxyde de carbone et de la prise de l'oxygène tout en protégeant le sang contre l'infection extérieure.

La membrane est seulement les 35 à 50 microns - environ la moitié de l'épaisseur des cheveux - de diffusion naturelle laissante épaisse de dioxyde de carbone et de l'oxygène. Les propres battements de coeur du bébé à un régime pour régler l'alimentation en oxygène.

La respiration indépendante est un obstacle particulier à la survie des bébés avant terme, puisque les poumons ne sont pas entièrement formés dans beaucoup de mineurs avant terme, les mettant dans la détresse respiratoire du moment où ils sont nés parce qu'ils ne peuvent pas reprendre assez d'oxygène sur leurs propres moyens.

« Type, un nouveau-né succède immédiatement les fonctionnements d'organe respirer, alimenter, et autre qui ont été fournis in utero par l'intermédiaire du placenta, » dit Christoph Fusch, un membre de la faculté de McMaster dans la pédiatrie et responsable de la pédiatrie à l'Hôpital Général de Nuremberg en Allemagne, qui est affiliée avec la Faculté de Médecine de Paracelsus.

« Quand ce passage est dû perturbé à la maladie ou à l'immaturité, notre dispositif permettra aux travailleurs sociaux néonataux d'imiter l'alimentation intra-utérine. Il améliorera la survie, réduira le dommage au cerveau et améliorera la santé à long terme dans les nouveaux-nés avant terme et de condition avec l'échec postnatal potentiellement mortel de poumon. »

Cependant le modèle du poumon artificiel est complexe, le dispositif lui-même fonctionne sans alimentation externe et est simple pour déployer - comparé à la technologie existante qui est beaucoup plus risquée et bien plus chère - lui effectuer un concurrent prometteur pour l'usage dans les pays en développement, où le risque de décès parmi les bébés avant terme est le plus grand.

« Notre recherche prend la mère nature comme modèle, » dit Niels Rochow, un ancien camarade dans la néonatologie chez McMaster et maintenant un néonatologiste de personnel fonctionnant avec Fusch à l'Hôpital Général de Nuremberg. « Le placenta artificiel permettra des soins doux et efficaces dans les bébés nouveau-nés avec l'échec postnatal potentiellement mortel de poumon. Les familles bénéficieront avoir des bébés avec de meilleures occasions pendant une vie normale. »

Le dispositif serait idéalement appareillé avec la technologie de encore-établissement pour fournir les bébés avant terme la nutrition, aussi par le cordon ombilical, remontant de ce fait les fonctionnements principaux du placenta assez longtemps pour que des bébés avant terme vulnérables terminent se développer en toute sécurité en dehors de l'utérus.

« Développer ce dispositif a semblé comme une mission impossible de tant de voies, » dit Mohammadhossein Dabaghi, qui a gagné son PhD en génie biomédical chez McMaster et est maintenant un camarade post-doctoral au service de médecine de l'université. « Un dispositif pumpless qui est capable de l'échange de gaz de l'air ambiant est quelque chose qu'on s'attendrait à ce que soit encombrant, mais nous pouvaient le maintenir compact et à l'aide des technologies de microfabrication nous nous sommes développés dans notre groupe. »

La recherche d'épreuve-de-concept est aujourd'hui publié en la Science avancée par tourillon. L'équipe de recherche de neuf-personne a prouvé que le dispositif a fonctionné dans un porcelet nouveau-né sous tension, remettant son sang-oxygène réduit nivelle à la normale. Les porcelets sont proches dans le grammage des bébés humains et sont très assimilés physiologique.

Sujet aux essais et aux autorisations réglementaires animaux à plus grande échelle couronnés de succès, Selvaganapathy dit que le dispositif neuf pourrait devenir procurable pour l'utilisation clinique dans les six à huit années à venir.

Source:
Journal reference:

Dabaghi, M., et al. (2020) A Pumpless Microfluidic Neonatal Lung Assist Device for Support of Preterm Neonates in Respiratory Distress. Advanced Science. doi.org/10.1002/advs.202001860.