2022. 12. 27. - 10:35
Elkészült a beültethető robotlélegeztetőgép
Puha, robotizált beültethető lélegeztetőgépet terveztek az MIT technológiai intézet kutatói, amely fokozhatja a rekeszizom természetes összehúzódásait.
Komoly előrelépést értek el a Massachusetts-i Technológiai Intézet (Massachusetts Institute of Technology – MIT) kutatói: puha, robotizált beültethető lélegeztetőgépet terveztek, amely fokozhatja a rekeszizom természetes összehúzódásait.
A beültethető lélegeztetőgép két puha, ballonszerű csőből készül, amelyeket a rekeszizom fölé ültetnek be. Külső pumpával felfújva a csövek mesterséges izmokként működnek, amelyek lenyomják a membránt és elősegítik a tüdő tágulását. A csövek felfújhatók, hogy megfeleljenek a membrán természetes ritmusának.
A membrán közvetlenül a bordaív alatt helyezkedik el. Lenyomva vákuumot hoz létre a tüdő számára, amelyben kitágul, hogy levegőt szívhasson be, majd ellazul, hogy kiengedje azt.
A lélegeztetőgép csövei hasonlóak az egyfajta pneumatikus eszközként működő McKibben működtetőelemekhez.
Puha, robotizált beültethető lélegeztetőgépet terveztek az MIT technológiai intézet kutatói (képünk illusztráció)
A csapat a csöveket a membrán két oldalán lévő bordaívhez erősítette, úgy, hogy az eszköz elölről hátrafelé feküdjön az izomban. Egy vékony külső légivonal segítségével a csapat egy kis szivattyúhoz és vezérlőrendszerhez kötötte a csöveket.
A puha lélegeztetőgépet Ellen Roche, gépészmérnök docens, az MIT Orvostechnikai és Tudományos Intézetének tagja tervezte munkatársaival. A kutatócsoport elkészítette a lélegeztetőgép koncepciójának próbáját is.
„Ez a koncepció bizonyítéka a szellőztetés új módját illetően – mondta Roche.- A kialakítás biomechanikája közelebb áll a normál légzéshez, szemben a lélegeztetőgépekkel, amelyek levegőt nyomnak a tüdőbe, ahol maszk vagy tracheostomia van. Hosszú út vezet odáig, hogy ezt beültethessék az emberbe, ugyanakkor izgalmas, hogy meg tudtuk mutatni: egy beültethető eszközzel fokozni lehet a lélegeztetést.”
Hozzátette: a beültethető pumpa által végzett munka maximalizálásának kulcsa az, hogy a rekeszizom extra lökést ad lefelé, amikor természetesen összehúzódik. Ez azt jelenti, hogy a csapatnak nem kellett pontosan utánoznia a membrán mozgását, elég olyan eszközt létrehoznia, amely képes ezt a lökést megadni.
Roche és csapata altatott sertéseken tesztelte a rendszert. A készülék beültetése után figyelték a malacok oxigénszintjét és ultrahangos képalkotást alkalmaztak a rekeszizom működésének megfigyelésére.
A csapat általában úgy találta, hogy a lélegeztetőgép minden egyes lélegzetvétellel megnövelte a sertések tüdeje által beszívott levegő mennyiségét. Az eszköz akkor működött a legjobban, amikor a rekeszizom összehúzódásai és a mesterséges izmok szinkronban működtek, így az állatok tüdeje háromszor annyi levegőt tudott befogadni, mint amennyit segítség nélkül képes volt.
A kutatócsapat abban bízik, hogy készüléke segíthet a krónikus rekeszizom diszfunkciókkal küzdőknek, amelyeket ALS, izomdisztrófia és más neuromuszkuláris betegségek, bénulás és a phrenicus károsodása okozhat.
L.A.
