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Nuovo polmone artificiale sviluppato per supportare i bambini prematuri nell'emergenza respiratoria

Un gruppo internazionale piombo dai ricercatori correnti ed ex di McMaster University ha sviluppato un polmone artificiale per supportare neonati prematuri ed altri nell'emergenza respiratoria.

Il gruppo ha provato il concetto facendo uso di un porcellino in tensione, un punto importante lungo l'itinerario verso approvazione per uso in esseri umani, in cui il dispositivo portatile potrebbe salvare molte vite ed impedire il danno catastrofico prendendo alcuno del ruolo della placenta nell'ossigenazione il sangue finché i bambini non potessero respirare indipendente.

Questi tecnologia, che è complicata per creare ma semplice da usare, sta andando creare una situazione dove sempre più di questi bambini può essere salvato e quello è che cosa sta guidando tutti noi per fare questo.„

Ravi Selvaganapathy, professore di assistenza tecnica meccanica e biomedica a McMaster che tiene la presidenza della ricerca del Canada in Biomicrofluidics

L'unità, destinata per essere connesso ad un cordone ombelicale neonato, usa la potenza attuale del cuore determinare il sangue attraverso i canali di membrana fine di cui la struttura somiglia al rivestimento dei polmoni, permettendo la versione dell'anidride carbonica e dell'assorbimento di ossigeno mentre protegge il sangue dall'infezione esterna.

La membrana è soltanto 35 - 50 micron - circa la metà dello spessore dei capelli umani - di diffusione naturale di permesso spessa dell'anidride carbonica e dell'ossigeno. I propri battimenti di cuore del bambino ad una tariffa per regolamentare l'offerta di ossigeno.

L'indipendente che respira è un ostacolo particolare alla sopravvivenza dei bambini prematuri, poiché i polmoni completamente non sono formati in molti infanti prematuri, collocante li nell'emergenza respiratoria a partire dal momento che nascono perché non possono prendere abbastanza ossigeno da sè.

“Tipicamente, un neonato immediatamente assume la direzione di funzioni dell'organo respirare, alimentare ed altro che sono state svolte in utero via la placenta,„ dice Christoph Fusch, un docente di McMaster nella pediatria e capo della pediatria al policlinico di Norimberga in Germania, che è affiliata con la facoltà di medicina di Paracelso.

“Quando questa transizione è di disturbo dovuto la malattia o l'immaturità, la nostra unità permetterà ai badante neonatali di imitare l'offerta intrauterina. Migliorerà la sopravvivenza, diminuirà la lesione cerebrale e migliorerà la salubrità a lungo termine nei neonati di termine e prematuri con l'errore postnatale pericoloso del polmone.„

Comunque la progettazione del polmone artificiale è complessa, l'unità stessa funziona senza potenza esterna ed è semplice spiegare - confrontato a tecnologia attuale che è molto più rischiosa e molto più costosa - rendergli un concorrente di promessa per uso in paesi in via di sviluppo, in cui il rischio di morte fra i bambini prematuri è più grande.

“La nostra ricerca cattura la madre natura come cianografia,„ dice Niels Rochow, un ex collega in neonatologia a McMaster ed ora un neonatologist del personale che lavora con Fusch al policlinico di Norimberga. “La placenta artificiale permetterà la cura delicata ed efficiente in neonati con l'errore postnatale pericoloso del polmone. Le famiglie avvantaggieranno avere bambini con le migliori probabilità per una vita normale.„

L'unità sarebbe accoppiata idealmente con la tecnologia ancora sviluppantesi per fornire ai bambini prematuri nutrizione, anche attraverso il cordone ombelicale, quindi sostituente le funzioni principali della placenta abbastanza a lungo affinchè i bambini prematuri vulnerabili rifinisca svilupparsi sicuro fuori dell'utero.

“Sviluppare questa unità è sembrato come una missione impossibile in tanti modi,„ dice Mohammadhossein Dabaghi, che utile il suo PhD nell'assistenza tecnica biomedica a McMaster ed è ora un collega post-dottorato nel dipartimento dell'università di medicina. “Un'unità pumpless che è capace dello scambio di gas in aria ambientale è qualcosa che si abbia invitare ad essere ingombrante, ma noi poteva tenerlo compatto ed usando le tecnologie di microfabbricazione ci siamo sviluppati nel nostro gruppo.„

La ricerca del proof of concept è pubblicata oggi nella scienza avanzata giornale. Il gruppo di ricerca della nove-persona ha indicato che l'unità ha funzionato in un porcellino neonato in tensione, riparante il suo sangue-ossigeno diminuito livella al normale. I porcellini sono vicini nel peso ai bambini umani e sono molto simili fisiologicamente.

Conforme alle riuscite prove animali su più vasta scala ed alle approvazioni regolarici, Selvaganapathy dice che la nuova unità potrebbe diventare disponibile per uso clinico nei sei - otto anni successivi.

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.