Международная команда, возглавляемая нынешними и бывшими исследователями Университета Подмастера, разработала искусственное легкое для поддержки доношенных и других новорождённый детей, страдающих респираторным дистрессом. Группа доказала эту концепцию, используя живого поросенка, что является важным шагом на пути к одобрению использования этого портативного устройства у людей, где оно может спасти много жизней и предотвратить катастрофические повреждения, взяв на себя часть роли плаценты в насыщении крови кислородом до тех пор, пока младенцы не смогут дышать самостоятельно.
Эта технология, которая сложна в создании, но проста в использовании, создаст ситуацию, когда все больше и больше этих младенцев могут быть спасены.
Устройство, предназначенное для подключения к пуповине новорождённый, использует существующую мощность сердца для движения крови по каналам тонкой мембраны, структура которой напоминает подкладку легких, позволяя высвобождать углекислый газ и поглощать кислород, защищая кровь от внешней инфекции.
Толщина мембраны составляет всего 35-50 мкм — примерно половина толщины человеческого волоса, - что позволяет естественным образом рассеивать углекислый газ и кислород. Собственное сердце ребенка бьется с такой скоростью, чтобы регулировать поступление кислорода.
Самостоятельное дыхание представляет собой особое препятствие для выживания недоношенных детей, поскольку у многих недоношенных детей легкие не полностью сформированы, что приводит к дыхательному расстройству с момента их рождения, поскольку они не могут самостоятельно поглощать достаточное количество кислорода.
Как правило, новорождённый сразу же берет на себя дыхание, кормление и другие функции органов, которые были обеспечены внутриутробно через плаценту.
Когда этот переход нарушается из-за болезни или незрелости, наше устройство позволит неона тальным опекунам имитировать внутриматочное питание. Он улучшит выживаемость, уменьшит повреждение мозга и улучшит долгосрочное здоровье у преждевременных и срочных новорождённый с угрожающей жизни постнатальной недостаточностью легких. "Хотя конструкция искусственного легкого сложна, само устройство работает без внешнего источника питания и просто в использовании — по сравнению с существующей технологией, которая намного рискованнее и намного дороже, —что делает его перспективным претендентом на использование в развивающихся странах, где риск смерти среди недоношенных детей наиболее высок.
Искусственная плацента позволит бережно и эффективно ухаживать за новорождённый с угрожающей жизни постнатальной недостаточностью легких. Семьям будет выгодно иметь детей с лучшими шансами на нормальную жизнь.
Устройство идеально сочеталось бы с все еще развивающейся технологией для обеспечения питания недоношенных детей, в том числе через пуповину, тем самым заменяя основные функции плаценты достаточно долго, чтобы уязвимые недоношенные дети могли безопасно развиваться вне матки.
Разработка этого устройства казалась невыполнимой миссией во многих отношениях. Бесшумное устройство, способное к газообмену в окружающем воздухе, - это то, что можно было бы ожидать, чтобы быть громоздким, но мы смогли сохранить его компактным и с помощью технологий микро производства, которые мы разработали в нашей группе.
Исследование proof-of-concept опубликовано сегодня в журнале Advanced Science. Исследовательская группа из девяти человек показала, что устройство работает на живом новорождённый поросенке, восстанавливая его пониженный уровень кислорода в крови до нормального. Поросята близки по весу к человеческим детенышам и очень похожи физиологически.
При условии успешных крупномасштабных испытаний на животных и одобрения регулирующих органов, Selvaganapathy говорит, что новое устройство может стать доступным для клинического использования в течение следующих шести, восьми лет.