Umělé plíce. Připojení k ventilátoru - indikace a provedení. Seznam symbolů, termínů a zkratek

Obsah

Při poruše dýchání je pacientovi poskytnuta umělá nebo umělá ventilace. Používá se k podpoře života, když pacient nemůže sám dýchat nebo když leží na operačním stole v narkóze, která způsobuje nedostatek kyslíku. Existuje několik typů mechanické ventilace – od jednoduché manuální až po hardwarovou. První z nich zvládne téměř každý, ale druhý vyžaduje pochopení konstrukce a pravidel používání lékařského vybavení.

Co je to umělá ventilace

V medicíně se mechanická ventilace týká umělého vhánění vzduchu do plic za účelem zajištění výměny plynů mezi prostředím a alveoly. Umělou ventilaci lze použít jako resuscitační opatření při vážných problémech se spontánním dýcháním nebo jako prostředek ochrany před nedostatkem kyslíku. K poslednímu stavu dochází během anestezie nebo spontánních onemocnění.

formuláře umělá ventilace jsou hardwarové a přímé. První využívá k dýchání směs plynů, která je do plic pumpována přístrojem přes endotracheální trubici. Přímá zahrnuje rytmické stlačování a roztahování plic k zajištění pasivního nádechu a výdechu bez použití přístroje. Pokud se použije „elektrická plíce“, svaly jsou stimulovány impulsem.

Indikace pro mechanickou ventilaci

Existují indikace pro umělou ventilaci a udržení normální funkce plic:

• náhlé zastavení krevního oběhu;
• mechanická asfyxie dýchání;
• poranění hrudníku a mozku;
• akutní otrava;
• prudký pokles krevní tlak;
• kardiogenní šok;
• astmatický záchvat.

Po operaci

Endotracheální trubice přístroje pro umělou ventilaci se zavádí do plic pacienta na operačním sále nebo po porodu z něj na jednotku intenzivní péče nebo na oddělení pro sledování stavu pacienta po anestezii. Cíle a cíle potřeby mechanické ventilace po operaci jsou:

• odstranění vykašlávání sputa a sekretu z plic, což snižuje výskyt infekčních komplikací;
• snížení potřeby podpory kardiovaskulárního systému, snížení rizika dolní hluboké žilní trombózy;
• vytvoření podmínek pro výživu sondou, aby se snížil výskyt gastrointestinálních potíží a vrátila se normální peristaltika;
• snížení negativního účinku na kosterní svaly po delším působení anestetik;
• rychlá normalizace mentálních funkcí, normalizace spánku a bdění.

Na zápal plic

Pokud se u pacienta rozvine těžký zápal plic, vede to rychle k rozvoji akutního respiračního selhání. Indikace pro použití umělé ventilace pro toto onemocnění jsou:

• poruchy vědomí a psychiky;
• snížení krevního tlaku na kritickou úroveň;
• přerušované dýchání více než 40krát za minutu.

Provádí se umělé větrání raná stadia rozvoje onemocnění s cílem zvýšit efektivitu práce a snížit riziko úmrtí. Mechanická ventilace trvá 10-14 dní, tracheostomie se provádí 3-4 hodiny po zavedení kanyly. Pokud je pneumonie masivní, provádí se s pozitivním tlakem na konci výdechu (PEEP), aby se zlepšila distribuce plic a snížil se žilní zkrat. Spolu s mechanickou ventilací se provádí intenzivní antibiotická terapie.

Na mrtvici

Připojení ventilátoru při léčbě cévní mozkové příhody se považuje za rehabilitační opatření pro pacienta a je předepsáno, když je indikováno:

• vnitřní krvácení;
• poškození plic;
• patologie v oblasti respiračních funkcí;
• kóma.

Při ischemickém nebo hemoragickém záchvatu jsou pozorovány potíže s dýcháním, které je obnoveno ventilátorem, aby se normalizovaly ztracené mozkové funkce a poskytl buňkám dostatek kyslíku. Dali umělé plíce na mrtvici po dobu až dvou týdnů. Během této doby se mění akutní období onemocnění a snižuje se otok mozku. Co nejdříve se musíte zbavit mechanického větrání.

Typy ventilace

Moderní metody umělé ventilace jsou rozděleny do dvou podmíněných skupin. Jednoduché se používají v naléhavých případech a hardwarové se používají v nemocničním prostředí. První lze použít, když člověk nemá spontánní dýchání, má akutní rozvoj poruch dechového rytmu nebo patologického režimu. Mezi jednoduché metody patří:

1. Z úst do úst nebo z úst do nosu– hlava oběti je zakloněna zpět na maximální úroveň, je otevřen vchod do hrtanu a je posunut kořen jazyka. Osoba provádějící proceduru stojí na boku, rukou stiskne křídla nosu pacienta, nakloní hlavu dozadu a druhou rukou si drží ústa. Zhluboka se nadechne, zachránce pevně přitiskne rty k ústům nebo nosu pacienta a prudce a energicky vydechne. Pacient by měl vydechnout kvůli elasticitě plic a hrudní kosti. Současně se provádí srdeční masáž.
2. Pomocí S-duct nebo Reuben vaku. Před použitím musí být pacientovi vyčištěny dýchací cesty a poté musí být maska ​​pevně přitlačena.

Ventilační režimy v intenzivní péči

Umělý dýchací přístroj se používá v intenzivní péči a patří mezi mechanická metoda Větrání Skládá se z respirátoru a endotracheální trubice nebo tracheostomické kanyly. Pro dospělé a děti se používají různé přístroje, které se liší velikostí vloženého přístroje a nastavitelnou frekvencí dýchání. Hardwarová ventilace se provádí ve vysokofrekvenčním režimu (více než 60 cyklů za minutu) za účelem snížení dechového objemu, snížení tlaku v plicích, přizpůsobení pacienta respirátoru a usnadnění průtoku krve do srdce.

Metody

Vysokofrekvenční umělá ventilace je rozdělena do tří metod používaných moderními lékaři:

• objemový– vyznačující se dechovou frekvencí 80-100 za minutu;
• oscilační– 600-3600 za minutu s vibracemi kontinuálního nebo přerušovaného průtoku;
• proud– 100-300 za minutu, je nejoblíbenější, při které se kyslík nebo směs plynů pod tlakem vstřikuje do dýchacích cest pomocí jehly nebo tenkého katétru, další možnosti jsou endotracheální trubice, tracheostomie, katetr nosem nebo kůží .

Kromě uvažovaných metod, které se liší frekvencí dýchání, se režimy ventilace rozlišují podle typu použitého zařízení:

1. Auto– dýchání pacienta je zcela utlumeno farmakologickými léky. Pacient plně dýchá pomocí komprese.
2. Pomocný– dýchání osoby je zachováno a při pokusu o vdechnutí je dodáván plyn.
3. Periodicky vynucené– používá se při přechodu z mechanické ventilace na spontánní dýchání. Postupné snižování frekvence umělých dechů nutí pacienta dýchat sám.
4. S PEEP– s ním zůstává intrapulmonální tlak kladný vzhledem k atmosférickému tlaku. To umožňuje lepší distribuci vzduchu v plicích a eliminuje otoky.
5. Elektrická stimulace bránice– se provádí prostřednictvím externích jehlových elektrod, které dráždí nervy na bránici a způsobují její rytmické stahování.

Ventilátor

Na jednotce intenzivní péče nebo pooperačním oddělení se používá ventilátor. Toto lékařské vybavení je potřebné k dodávání plynné směsi kyslíku a suchého vzduchu do plic. Nucený režim se používá k nasycení buněk a krve kyslíkem a odstranění oxidu uhličitého z těla. Kolik typů ventilátorů existuje:

• podle typu použitého zařízení– endotracheální trubice, maska;
• podle použitého provozního algoritmu– manuální, mechanická, s neurořízenou ventilací;
• podle věku– pro děti, dospělé, novorozence;
• pohonem– pneumomechanické, elektronické, manuální;
• po domluvě– obecný, zvláštní;
• podle aplikované oblasti– jednotka intenzivní péče, resuscitační oddělení, pooperační oddělení, anesteziologie, novorozenci.

Technika umělé ventilace

Lékaři k provádění umělé ventilace používají ventilátory. Po vyšetření pacienta lékař určí frekvenci a hloubku nádechů a vybere směs plynů. Plyny pro kontinuální dýchání jsou přiváděny hadicí napojenou na endotracheální trubici, přístroj reguluje a kontroluje složení směsi. Pokud je použita maska, která zakrývá nos a ústa, je zařízení vybaveno poplašným systémem, který upozorní na narušení procesu dýchání. Pro dlouhodobou ventilaci je endotracheální trubice zavedena do otvoru přední stěnou trachey.

Problémy při umělé ventilaci

Po instalaci ventilátoru a během jeho provozu mohou nastat problémy:

1. Přítomnost zápasu pacienta s ventilátorem. K její nápravě se eliminuje hypoxie, kontroluje se poloha zavedené endotracheální rourky a samotné vybavení.
2. Desynchronizace s respirátorem. Vede k poklesu dechového objemu a nedostatečné ventilaci. Za příčiny se považuje kašel, zadržování dechu, plicní patologie, křeče v průduškách a nesprávně nainstalovaný přístroj.
3. Vysoký tlak v dýchacích cestách. Příčiny jsou: porušení integrity trubice, bronchospasmy, plicní edém, hypoxie.

Odvykání od mechanické ventilace

Použití umělé plicní ventilace může být doprovázeno úrazy v důsledku vysokého krevního tlaku, zápalem plic, sníženou srdeční funkcí a dalšími komplikacemi. Proto je důležité co nejrychleji zastavit mechanickou ventilaci s ohledem na klinickou situaci. Indikací pro odstavení je pozitivní dynamika zotavení s následujícími ukazateli:

• obnovení dýchání s frekvencí nižší než 35 za minutu;
• minutová ventilace snížena na 10 ml/kg nebo méně;
• pacient nemá horečku nebo infekci nebo apnoe;
• krevní obraz je stabilní.

Před odvykáním od respirátoru zkontrolujte zbytky svalové blokády a snižte dávku sedativ na minimum. Rozlišují se následující způsoby odvykání od umělé ventilace.

Moderní lékařská technika umožňuje nahradit zcela nebo částečně nemocné lidské orgány. Elektronický kardiostimulátor, zesilovač zvuku pro lidi trpící hluchotou a čočka ze speciálního plastu jsou jen některé příklady využití technologie v medicíně. Stále rozšířenější jsou také bioprotézy poháněné miniaturními napájecími zdroji, které reagují na bioproudy v lidském těle.

Při složitých operacích srdce, plic nebo ledvin poskytuje lékařům neocenitelnou pomoc „Kardiovaskulární přístroj“, „Umělé plíce“, „Umělé srdce“, „Umělá ledvina“, které přebírají funkce operovaných orgánů a umožnit jim dočasnou práci.

„Umělé plíce“ je pulsující čerpadlo, které dodává vzduch po částech s frekvencí 40-50krát za minutu. Běžný píst k tomu není vhodný: částice materiálu z jeho třecích částí nebo těsnění se mohou dostat do proudu vzduchu. Zde a v dalších podobných zařízeních se používají měchy vyrobené z vlnitého kovu nebo plastu - měchy. Vyčištěný vzduch přivedený na požadovanou teplotu je přiváděn přímo do průdušek.

Podobně je navržen i „stroj srdce-plíce“. Jeho hadice jsou chirurgicky spojeny s krevními cévami.

První pokus nahradit funkci srdce mechanickým analogem byl učiněn již v roce 1812. Mezi množstvím vyráběných přístrojů se však stále nenašel takový, který by lékaře zcela uspokojil.

Domácí vědci a designéři vyvinuli řadu modelů pod obecným názvem „Search“. Jedná se o čtyřkomorovou srdeční protézu s vačkovitými komorami určenou k implantaci v ortotopické poloze.

Model rozlišuje levou a pravou polovinu, z nichž každá se skládá z umělé komory a umělé síně.

Komponenty umělé komory jsou: těleso, pracovní komora, vstupní a výstupní ventily. Tělo komory je vyrobeno ze silikonové pryže metodou vrstvení. Matrice se ponoří do kapalného polymeru, vyjme a vysuší - a tak dále a znovu, dokud se na povrchu matrice nevytvoří vícevrstvá srdeční dužina.

Pracovní komora má podobný tvar jako tělo. Byl vyroben z latexové pryže a poté ze silikonu. Designová vlastnost pracovní komora je rozdílná tloušťka stěn, ve kterých se rozlišují aktivní a pasivní sekce. Konstrukce je navržena tak, že ani při plném napnutí aktivních oblastí se protilehlé stěny pracovní plochy komory vzájemně nedotýkají, čímž je vyloučeno poranění krvinek.

Ruský designér Alexander Drobyshev navzdory všem obtížím nadále vytváří nové moderní designy„Vyhledat“, což bude mnohem levnější než zahraniční vzorky.

Jeden z nejlepších zahraničních systémů umělého srdce současnosti Novacor stojí 400 tisíc dolarů. S ním můžete čekat doma na operaci celý rok.

Pouzdro Novacor obsahuje dvě plastové komory. Na samostatném vozíku je externí služba: řídicí počítač, kontrolní monitor, který zůstává na klinice před lékaři. Doma s pacientem - zdroj energie, dobíjecí baterie, které se vyměňují a dobíjejí ze sítě. Úkolem pacienta je sledovat zelený indikátor kontrolek indikující nabití baterií.

Přístroje na umělé ledviny jsou v provozu již poměrně dlouho a lékaři je úspěšně používají.

Již v roce 1837, při studiu procesů pohybu roztoků přes polopropustné membrány, T. Grechen poprvé použil a vytvořil termín „dialýza“ (z řeckého dialisis - separace). Ale teprve v roce 1912 bylo na základě této metody v USA zkonstruováno zařízení, s jehož pomocí jeho autoři experimentálně prováděli odstraňování salicylátů z krve zvířat. V přístroji, který nazývali „umělá ledvina“, byly jako polopropustná membrána použity kolodiové trubičky, kterými protékala krev zvířete a zvenčí byla promyta izotonickým roztokem chloridu sodného. Kolodium používané J. Abelem se však ukázalo jako dosti křehký materiál a později jiní autoři zkoušeli i jiné materiály pro dialýzu, např. střeva ptáků, plavecký měchýř ryb, pobřišnice telat, rákos a papír .

K prevenci srážení krve se používal hirudin, polypeptid obsažený ve sekretu slinných žláz pijavice lékařské. Tyto dva objevy byly prototypem pro veškerý další vývoj v oblasti extrarenální očisty.

Ať už lze v této oblasti provést jakákoli vylepšení, princip zůstává stejný. V každém provedení „umělá ledvina“ obsahuje následující prvky: polopropustnou membránu, na jejíž jedné straně proudí krev, a na druhé straně fyziologický roztok. K prevenci srážení krve se používají antikoagulancia – léky snižující srážlivost krve. V tomto případě se vyrovnají koncentrace nízkomolekulárních iontů, močoviny, kreatininu, glukózy a dalších látek s nízkou molekulovou hmotností. S rostoucí pórovitostí membrány dochází k pohybu látek s vyšší molekulovou hmotností. Přidáme-li k tomuto procesu přebytečný hydrostatický tlak z krve nebo podtlak z promývacího roztoku, pak bude proces přenosu doprovázen pohybem vody - přenos hmoty konvekcí. Osmotický tlak lze využít i k přenosu vody přidáním osmoticky aktivních látek do dialyzátu. Nejčastěji se k tomuto účelu používala glukóza, méně často fruktóza a další cukry a ještě méně často produkty jiného chemického původu. Současně lze zavedením glukózy ve velkém množství dosáhnout skutečně výrazného dehydratačního účinku, nicméně zvýšení koncentrace glukózy v dialyzátu nad určité hodnoty se nedoporučuje kvůli možnosti rozvoje komplikací.

Nakonec můžete zcela opustit roztok promývací membránu (dialyzát) a přes membránu dostat ven kapalnou část krve: vodu a látky s širokým rozsahem molekulových hmotností.

V roce 1925 provedl J. Haas první dialýzu u lidí a v roce 1928 použil i heparin, neboť dlouhodobé užívání hirudinu bylo spojeno s toxickými účinky a jeho vliv na samotnou srážlivost krve byl nestabilní. Heparin byl poprvé použit k dialýze v roce 1926 v experimentu H. Nechelse a R. Lima.

Protože se výše uvedené materiály ukázaly jako málo použitelné jako základ pro tvorbu polopropustných membrán, hledání dalších materiálů pokračovalo a v roce 1938 byl celofán poprvé použit pro hemodialýzu, která v následujících letech dlouho čas zůstal hlavní surovinou pro výrobu polopropustných membrán.

První přístroj „umělé ledviny“, vhodný pro široké klinické použití, vytvořili v roce 1943 W. Kolff a H. Burke. Poté byla tato zařízení vylepšena. Vývoj technického myšlení v této oblasti se přitom zpočátku ve větší míře zabýval úpravami dialyzátorů a teprve v posledních letech se začíná výrazněji dotýkat i samotných přístrojů.

V důsledku toho vznikly dva hlavní typy dialyzátorů, tzv. spirálový dialyzátor, který používal celofánové trubičky, a planparalelní dialyzátor, který používal ploché membrány.

V roce 1960 navrhl F. Kiil velmi dobrá volba planparalelní dialyzátor s polypropylenovými deskami a v průběhu let se tento typ dialyzátoru a jeho modifikace rozšířil do celého světa a zaujal přední místo mezi všemi ostatními typy dialyzátorů.

Poté se proces vytváření účinnějších hemodialyzátorů a zjednodušování technologie hemodialýzy vyvíjel ve dvou hlavních směrech: v konstrukci samotného dialyzátoru, kdy nakonec zaujímaly dominantní postavení dialyzátory na jedno použití, a v použití nových materiálů jako semipermeabilní membrány.

Dialyzátor je srdcem „umělé ledviny“, a proto hlavní úsilí chemiků a inženýrů bylo vždy zaměřeno na zlepšení tohoto konkrétního článku v komplexním systému zařízení jako celku. Technické myšlení však neignorovalo aparát jako takový.

V 60. letech 20. století vznikla myšlenka používat tzv. centrální systémy, tedy přístroje „umělé ledviny“, ve kterých se dialyzát připravoval z koncentrátu – směsi solí, jejichž koncentrace byla 30–34krát vyšší než jejich koncentrace v krvi pacienta.

Kombinace technik flush dialýzy a recirkulace byla použita v řadě přístrojů na umělé ledviny, například americkou firmou Travenol. V tomto případě cirkulovalo vysokou rychlostí asi 8 litrů dialyzátu v samostatné nádobě, do které byl umístěn dialyzátor a do které bylo každou minutu přidáno 250 mililitrů čerstvého roztoku a stejné množství bylo vhozeno do kanalizace.

Nejprve se k hemodialýze používala jednoduchá voda z vodovodu, poté se kvůli její kontaminaci zejména mikroorganismy pokusili použít vodu destilovanou, což se však ukázalo jako velmi drahé a neproduktivní. Záležitost byla radikálně vyřešena po vytvoření speciálních systémů pro přípravu vodovodní vody, které zahrnovaly filtry pro její čištění od mechanických nečistot, železa a jeho oxidů, křemíku a dalších prvků, iontoměničové pryskyřice pro eliminaci tvrdosti vody a instalaci tzv. nazývaná „reverzní“ osmóza.

Mnoho úsilí bylo vynaloženo na zlepšení monitorovacích systémů zařízení pro umělé ledviny. Takže kromě neustálého sledování teploty dialyzátu začali neustále sledovat pomocí speciálních senzorů a chemické složení dialyzát se zaměřením na celkovou elektrickou vodivost dialyzátu, která se mění s klesající koncentrací soli a roste s rostoucí koncentrací soli.

Poté se v zařízeních „umělých ledvin“ začaly používat iontově selektivní průtokové senzory, které by neustále monitorovaly koncentraci iontů. Počítač umožnil řídit proces zaváděním chybějících prvků z přídavných nádob, případně změnou jejich poměru pomocí principu zpětné vazby.

Míra ultrafiltrace při dialýze nezávisí pouze na kvalitě membrány, ve všech případech je rozhodující transmembránový tlak, proto se v monitorech široce uplatnily tlakové senzory: stupeň vakua v dialyzátu, tlak na vstupu a výstup z dialyzátoru. Moderní technologie využívající počítače umožňují naprogramovat proces ultrafiltrace.

Krev, která vychází z dialyzátoru, vstupuje do pacientovy žíly vzduchovou pastí, což umožňuje posoudit přibližné množství krve a tendenci krve ke srážení. Pro prevenci vzduchové embolie jsou tyto pasti vybaveny vzduchovody, pomocí kterých se v nich reguluje hladina krve. V současné době jsou v mnoha zařízeních umístěny ultrazvukové nebo fotoelektrické detektory na lapače vzduchu, které automaticky uzavřou žilní vedení, když hladina krve v lapači klesne pod předem stanovenou úroveň.

Nedávno vědci vytvořili zařízení, která pomáhají lidem, kteří přišli o zrak – zcela nebo částečně.

Například zázračné brýle vyvinula výzkumná a vývojová výrobní společnost „Rehabilitation“ na základě technologií dříve používaných pouze ve vojenských záležitostech. Stejně jako noční zaměřovač funguje zařízení na principu infračerveného umístění. Matně černé brýle jsou ve skutečnosti plexisklové destičky s miniaturním lokalizačním zařízením mezi nimi. Celý lokátor spolu s brýlovým rámem váží cca 50 gramů – tedy zhruba jako běžné brýle. A jsou vybírány, jako brýle pro vidoucí, přísně individuálně, aby byly pohodlné i krásné. „Čočky“ plní nejen své přímé funkce, ale také zakrývají oční vady. Ze dvou desítek možností si každý může vybrat tu nejvhodnější pro sebe.

Používání brýlí není vůbec obtížné: stačí si je nasadit a zapnout napájení. Zdrojem energie je pro ně plochá baterie o velikosti krabičky cigaret. Zde v bloku je umístěn i generátor.

Signály, které vysílá, se po setkání s překážkou vracejí zpět a jsou zachyceny „čočkami přijímače“. Přijaté impulsy jsou zesíleny, porovnávány s prahovým signálem, a pokud je překážka, okamžitě se ozve bzučák - čím hlasitěji, tím blíže se k němu člověk blíží. Dosah zařízení lze upravit pomocí jednoho ze dvou rozsahů.

Práce na vytvoření elektronické sítnice úspěšně provádějí američtí specialisté z NASA a hlavního centra Univerzity Johnse Hopkinse.

Nejprve se snažili pomáhat lidem, kteří měli ještě nějaké zbytky zraku. „Byly pro ně vytvořeny televizní brýle,“ píší S. Grigoriev a E. Rogov v časopise „Mladý technik“, kde jsou místo čoček instalovány miniaturní televizní obrazovky. Stejně miniaturní videokamery umístěné na rámu přenášejí do obrazu vše, co běžnému člověku spadne do zorného pole. Pro zrakově postižené je však obraz dešifrován i pomocí vestavěného počítače. Takové zařízení nevytváří žádné zvláštní zázraky a nedělá nevidomé, říkají odborníci, ale maximálně využije zbývající zrakové schopnosti člověka a usnadní orientaci.

Pokud například člověku zbyla alespoň část sítnice, počítač obraz „rozdělí“ tak, aby člověk viděl okolí alespoň pomocí zachovaných periferních oblastí.

Podle vývojářů takové systémy pomohou přibližně 2,5 milionu lidí se zrakovým postižením. A co ti, jejichž sítnice je téměř úplně ztracena? Vědci z očního centra na Duke University (Severní Karolína) pro ně ovládají operace k implantaci elektronické sítnice. Pod kůži se implantují speciální elektrody, které po připojení k nervům přenášejí obrazy do mozku. Nevidomý vidí obraz složený z jednotlivých světelných bodů, velmi podobný tabulím, které jsou instalovány na stadionech, nádražích a letištích. Obraz na „výsledkové tabuli“ je opět vytvářen miniaturními televizními kamerami namontovanými na obroučkách brýlí.“

A konečně posledním slovem dnešní vědy je pokus pomocí moderní mikrotechnologie vytvořit nová citlivá centra na poškozené sítnici. Takové operace nyní provádí v Severní Karolíně profesor Rost Propet a jeho kolegové. Společně se specialisty NASA vytvořili první vzorky subelektronické sítnice, která je přímo implantována do oka.

„Naši pacienti samozřejmě nikdy nebudou moci obdivovat Rembrandtovy obrazy,“ komentuje profesor. "Stále však budou schopni rozlišit, kde jsou dveře a kde je okno, dopravní značky a vývěsní štíty..."

 100 velkých divů technologie

Petrohradská státní polytechnická univerzita

KURZOVÁ PRÁCE

Disciplína: Lékařské materiály

Předmět: Umělé plíce

Petrohrad

Svitek symboly, termíny a zkratky 3

1. Úvod. 4

2. Anatomie dýchacího systému člověka.

2.1. Dýchací cesty. 4

2.2. Plíce. 5

2.3. Plicní ventilace. 5

2.4. Změny objemu plic. 6

3. Umělá ventilace. 6

3.1. Základní metody umělé ventilace. 7

3.2. Indikace pro použití umělé plicní ventilace. 8

3.3. Sledování přiměřenosti umělé ventilace.

3.4. Komplikace při umělé ventilaci. 9

3.5. Kvantitativní charakteristiky režimů umělé plicní ventilace. 10

4. Ventilátor. 10

4.1. Princip činnosti ventilátoru. 10

4.2. Lékařské a technické požadavky na ventilátor. jedenáct

4.3. Schémata pro dodávání směsi plynů pacientovi.

5. Stroj srdce-plíce. 13

5.1. Membránové oxygenátory. 14

5.2. Indikace k mimotělní membránové oxygenaci. 17

5.3. Kanylace pro mimotělní membránovou oxygenaci. 17

6. Závěr. 18

Seznam použité literatury.

Seznam symbolů, termínů a zkratek

ALV – umělá plicní ventilace.

BP – krevní tlak.

PEEP je pozitivní tlak na konci výdechu.

AIK – stroj na umělý krevní oběh.

ECMO - mimotělní membránová oxygenace.

VVECMO - venovenózní mimotělní membránová oxygenace.

VAECMO – venoarteriální mimotělní membránová oxygenace.

Hypovolemie je snížení objemu cirkulující krve.

To obvykle konkrétněji odkazuje na snížení objemu krevní plazmy.

Hypoxémie je snížení obsahu kyslíku v krvi v důsledku poruch krevního oběhu, zvýšené potřeby tkání po kyslíku, snížené výměny plynů v plicích při plicních onemocněních, snížení obsahu hemoglobinu v krvi atd.

Hyperkapnie je zvýšený parciální tlak (a obsah) CO2 v arteriální krvi (a v těle).

Intubace je zavedení speciální hadičky do hrtanu ústy za účelem odstranění dýchacích potíží při popáleninách, některých úrazech, silných křečích hrtanu, záškrtu hrtanu a jeho akutních, rychle odeznívajících otocích, např. alergických.

Tracheostomie je uměle vytvořená tracheální píštěl, přenesená do vnější oblasti krku, pro dýchání, obcházení nosohltanu.

Do tracheostomie se zavede tracheostomická kanyla.

Pneumotorax je stav charakterizovaný akumulací vzduchu nebo plynu v pleurální dutině.

1. Úvod.

Dýchací systém člověka zajišťuje vstup kyseliny do těla a odvod syceného plynu. Transport plynů a dalších nepotřebných or-ga-low substancí se provádí pomocí krve ve-nos-noy sys-te-we.

Funkce dýchacího ústrojí se redukuje pouze na zásobování krve dostatečným množstvím ki -slo-ro-yes a odstraňování kyselého uhlíkatého plynu z ní. Khi-mi-che-skoe obnova mo-le-ku-lyar-no-go ki-slo-ro-da s ob-ra-zo-va-ni-em vodohospodářství -žije pro nejmenší na zákl. nového zdroje energie. Bez ní život nemůže pokračovat déle než několik sekund.

Obnova kyselosti so-put-st-vu-et tvorba CO2.

Kyselá kyselina obsažená v CO2 nepochází z molekulární kyselé kyseliny. Využití O2 a produkce CO2 spolu souvisí -li-che-ski-mi re-ak-tion-mi; Theo-re-ti-che-ski, každá z nich nějakou dobu trvá.

Výměna O2 a CO2 mezi or-ga-niz-mom a okolím ve jménu dechu. V nejvyšších životních procesech dýchání existují bla-go-da-rya-další-po-va-tel-nové procesy.

1. Výměna plynů mezi prostředím a plícemi, která se obvykle nazývá „pulmonální ventilace“.

Výměna plynu mezi al-ve-o-la-mi plic a krve (le-hoch-noe dech-ha-nie).

3. Výměna plynu mezi krevním pohledem a tkání-nya-mi. Plyny se pohybují uvnitř tkanin do míst poptávky (pro O2) az míst výroby (pro CO2) (přesné dýchání lepidla).

Každý z těchto procesů vede k dýchacím otvorům a vytváří nebezpečí pro život - ne pro člověka.

2.

Anatomie dýchacího systému člověka.

Dýchací systém je tvořen tkání a orgány, které zajišťují plicní žíly -ti-la-tion a lehké dýchání. K vzducho-nosním cestám patří: nos, nosní dutina, bezkrční, hrdlo, průdušnice, průdušky a průdušky.

Plíce se skládají z bron-chi-ol a al-ve-o-lar-sacs, dále z art-ter-rii, ka-pil-la-drov a žil le-goch-no-go kruhu krev. K elementu ko-st-but-our-she-systému, spojenému s dechem, od žeber, mezi svaly žeber, bránici a pomocné svaly dýchací.

Dýchací cesty vzduchu.

Nos a dutina no-sa slouží jako zdroj ka-na-la-mi pro vzduch, ve kterém se ohřívá, zvlhčuje a filtruje. Celé vaše nosní dírky vás pokryly hlenem. Četné ženské chloupky, stejně jako dodávané ženské řasy s epi-te-li-al-nye a bo-ka- Malé buňky slouží k čištění vzduchu od pevných částic.

V horní části oblasti leží čichové buňky.

Gor-tan leží mezi tra-he-ey a kořenem jazyka. Dutina hory není jednou-de-le-na dvou skladištích slizových skořápek, ne zcela podobných ve střední linii. Prostor mezi těmito sklady je holá mezera chráněná plastovou fóliovou chrupavkou - over-gor-tan-no-one.

Průdušnice začíná na dolním konci hory a sestupuje do dutiny hrudní, kde se rozděluje na pravý - druhý a levý průdušek; jeho stěna je spojena s jednotnou tkání a chrupavkou.

Často jsou části, které přicházejí do potravy, nahrazeny vazivovým vazivem. Pravý bronchus je obvykle krátký a široký vlevo. Při vstupu do plic se hlavní průdušky postupně rozdělují na menší a menší trubice (bronchioly), z nichž ty nejmenší, poslední bron-chio-ly, jsou dalším prvkem dýchacích cest. Od hor až po závěrečné bron-chi-ol dýmky vás lemují třpytivé epi-te-li-em.

2.2.

Obecně mají plíce vzhled rtovitých, rýžovitě tvarovaných, dobře tvarovaných struktur ležících v obou po-lo-vi-nah hrudníku po-los-ti. Nejmenším strukturálním prvkem plic je lalok sestávající z konečného bronchiolu, vedoucího k plicnímu bron-khio-lu a al-ve-o-lar-ny me-shoku. Stěny le-goch-noy bron-khio-ly a taška al-ve-o-lyar-no-go tvoří corner-lub-le-niya - al-ve-o-ly . Tato struktura plic zvětšuje jejich dýchací povrch, který je 50-100krát větší než povrch těla.

Stěny al-ve-olu jsou tvořeny jednou vrstvou buněk epi-te-li-al-nyh a kolem le-goch-ny-mi ka-pil -la-ra-mi. Vnitřní povrch al-ve-o-ly je pokrytý top-but-st-but-aktivní látkou s povrchovým opálením. Samostatná al-ve-o-la, těsně spojená se sousedními strukturami, nemá žádný tvar - správné velikosti, mnohostranné a přibližné rozměry až 250 mikronů.

Je vhodné vzít v úvahu, že obecný povrch je al-ve-ol, přes který je plyn odváděn -men, ex-po-nen-tsi-al-but for-vi-sit z hmotnosti těla. S věkem dochází k úbytku oblasti na vrcholu al-ve-olu.

Každá lehká věc je ok-ru-ale pytel - plivat-roj. Vnější (parietální) linie pohrudnice je připojena k vnitřnímu povrchu hrudní stěny a bránice -me, vnitřní (viscerální) pokrývá plíci.

Mezera mezi li-st-ka-mi se nazývá pleurální prostor. Při pohybu hrudníku vnitřní list obvykle snadno klouže po vnějším. Tlak v pleurální oblasti je vždy menší než at-mo-sphere-no-go (from-ri-tsa-tel-noe).

Umělé orgány: člověk může všechno

V klidových podmínkách je vnitřní pleurální tlak člověka v průměru o 4,5 torrů nižší než at-mo-spheres -no-go (-4,5 torrů). Interpleurální prostor mezi plícemi uprostřed; obsahuje tra-hea, strumu (brzlík) a srdce s velkými so-su-da-mi, lymf-fa-ti-Ch-uzly a pi-sche-vodou.

Plicní tepna neodvádí krev z pravého srdce, dělí se na pravou a levou větev, které jsou ty pravé do plic.

Tyto větve umění-ter-ry, navazující na bron-ha-mi, dodávají velkým strukturám lehkost a vytvářejí ka-drank-la-ry, op-le-tavící stěny-ki al-ve-ol. Vzduch-duch v al-ve-o-le z-de-len z krve v ka-pil-la-re wall-koy al-ve-o-ly, wall-koy ka-pil-la-ra a v některých případy, mezi přesnou vrstvou mezi nimi.

Z kapilár proudí krev do malých žilek, které se nakonec spojí a vytvoří Plicní žíly bobtnají a přivádějí krev do levé síně.

Bron-chi-al-ar-ter-rii velkého kruhu také přivádějí krev do plic, totiž zásobují bron-chi a bron-chio -ly, lim-fa-ti-che-uzly, stěny krve- ve-nas-sous-vesty a pleu-ru.

Většina této krve jde do bron-chi-al žil a odtud - do nepárových (vpravo) a napůl - nepárových (vlevo). Do plicních žil proudí velmi malé množství ar-te-ri-al bron-hi-al-no krve.

10 umělých orgánů k vytvoření skutečné osoby

Orchestrion(německy Orchestrion) je název řady hudebních nástrojů, jejichž princip fungování je podobný jako u varhan a harmoniky.

Původně byly orchestrion přenosné varhany navržené opatem Voglerem v roce 1790. Obsahoval asi 900 píšťal, 4 manuály po 63 klávesách a 39 pedálů. „Revolucionismus“ Voglerova orchestru spočíval v aktivním používání kombinačních tónů, což umožnilo výrazně zmenšit velikost labiálních varhan.

V roce 1791 dostal stejný název nástroj vytvořený Thomasem Antonem Kunzem v Praze. Tento nástroj byl vybaven jak varhanními píšťalami, tak strunami podobnými klavíru. Kunzův orchestr měl 2 manuály po 65 klávesách a 25 pedálech, měl 21 rejstříků, 230 strun a 360 píšťal.

Na počátku 19. století pod názvem orchestrace (také orchestr) se objevila řada automatických mechanických nástrojů, uzpůsobených k napodobování zvuku orchestru.

Nástroj vypadal jako skříň, uvnitř které byl umístěn pružinový nebo pneumatický mechanismus, který se aktivoval při vhození mince. Uspořádání strun nebo píšťal nástroje bylo zvoleno tak, aby určité hudební skladby zněly při provozu mechanismu. Nástroj získal zvláštní popularitu v roce 1920 v Německu.

Později byl orchestrion nahrazen gramofonovými přehrávači.

viz také

Poznámky

Literatura

• Orchestrion // Hudební nástroje: encyklopedie. - M.: Deka-VS, 2008. - S. 428-429. - 786 str.
• Orchestr // Velká ruská encyklopedie. Ročník 24. - M., 2014. - S. 421.
• Mirek A.M. Vogler's Orchestra // Příručka pro harmonický obvod. - M.: Alfred Mirek, 1992. - S. 4-5. - 60 s
• Orchestrion // Hudební encyklopedický slovník. - M.: Sovětská encyklopedie, 1990. - S. 401. - 672 s.
• Orchestr // Hudební encyklopedie. - M.: Sovětská encyklopedie, 1978. - T. 4. - S. 98-99. - 976 s
• Herbert Jüttemann: Orchestrien aus dem Schwarzwald: Instrumente, Firmen und Fertigungsprogramme.

  Bergkirchen: 2004. ISBN 3-932275-84-5.

CC© wikiredia.ru

Experiment provedený na univerzitě v Granadě byl prvním, při kterém byla vytvořena umělá kůže s dermis na bázi biomateriálu aragóza-fibrin. Doposud se používaly jiné biomateriály jako kolagen, fibrin, kyselina polyglykolová, chitosan atd.

Byla vytvořena stabilnější kůže s funkčností podobnou té, kterou má normální lidská kůže.

Umělé střevo

V roce 2006 angličtí vědci oznámili světu vytvoření umělého střeva schopného přesně reprodukovat fyzické a chemické reakce vyskytující se během procesu trávení.

Varhany jsou vyrobeny ze speciálního plastu a kovu, které se nerozpadají a nekorodují.

Bylo to poprvé v historii, kdy byla provedena práce s cílem demonstrovat, jak lze lidské pluripotentní kmenové buňky v Petriho misce sestavit do tělesné tkáně s trojrozměrnou architekturou a typem spojení nalezených v přirozeně vyvinutém mase.

Umělá střevní tkáň by se mohla stát terapeutickou možností č. 1 pro lidi trpící nekrotizující enterokolitidou, zánětlivým onemocněním střev a syndromem krátkého střeva.

Během výzkumu použil tým vědců pod vedením doktora Jamese Wellse dva typy pluripotentních buněk: embryonální lidské kmenové buňky a indukované buňky získané přeprogramováním lidských kožních buněk.

Embryonální buňky se nazývají pluripotentní, protože se mohou transformovat na kterékoli z 200 různé typy buňky lidského těla.

Indukované buňky jsou vhodné pro „česání“ genotypu konkrétního dárce, bez rizika další rejekce a přidružených komplikací. Toto je nový vynález vědy, takže zatím není jasné, zda indukované dospělé buňky mají stejný potenciál jako embryonální buňky.

Umělá střevní tkáň byla „uvolněna“ ve dvou typech, sestavených ze dvou odlišné typy kmenové buňky.

Proměnit jednotlivé buňky ve střevní tkáň stálo spoustu času a úsilí.

Vědci sklidili tkáň pomocí chemikálií a také proteinů nazývaných růstové faktory. Ve zkumavce rostla živá hmota stejným způsobem jako ve vyvíjejícím se lidském embryu.

Umělé orgány

Nejprve se získá tzv. endoderm, ze kterého vyrůstá jícen, žaludek, střeva a plíce, dále slinivka a játra. Ale lékaři dali příkaz endodermu, aby se vyvinul pouze do primárních buněk střeva. Trvalo 28 dní, než vyrostly do znatelných výsledků. Tkáň dozrála a získala absorpční a sekreční funkci charakteristickou pro zdravý lidský trávicí trakt. Obsahuje také specifické kmenové buňky, se kterými bude nyní mnohem jednodušší pracovat.

Umělá krev

Dárců krve je vždy málo – ruské kliniky jsou zásobovány krevními produkty jen za 40 % normy.

K provedení jedné operace srdce pomocí systému umělého oběhu je zapotřebí krev 10 dárců. Existuje šance, že to pomůže vyřešit problém umělá krev– vědci ji již začali skládat jako stavebnici. Byla vytvořena syntetická plazma, červené krvinky a krevní destičky. Ještě trochu a můžeme se stát Terminátory!

Plazma– jedna z hlavních složek krve, její tekutá část. „Plastové plazma“, vytvořené na University of Sheffield (UK), může plnit všechny funkce skutečné plazmy a je pro tělo absolutně bezpečné. Obsahuje chemikálie, které mohou přenášet kyslík a živiny. Dnes má umělá plazma zachraňovat životy v extrémních situacích, ale v blízké budoucnosti ji lze použít všude.

No, to je působivé. I když je trochu děsivé si představit, že ve vás proudí tekutý plast, nebo spíše plastová plazma. Koneckonců, aby se stala krví, musí být ještě naplněna červenými krvinkami, leukocyty a krevními destičkami. Odborníci z University of California (USA) se rozhodli pomoci svým britským kolegům s „krvavým návrhářem“.

Vyvinuly se zcela synteticky červené krvinky vyrobeno z polymerů schopných transportovat kyslík a živiny z plic do orgánů a tkání a zpět, tedy plnit hlavní funkci skutečných červených krvinek.

Kromě toho mohou do buněk dodávat léky. Vědci jsou přesvědčeni, že v nadcházejících letech budou dokončeny všechny klinické zkoušky umělých červených krvinek a budou moci být použity k transfuzi.

Pravda, po jejich naředění v plazmě – buď přírodní nebo syntetické.

Nechtějí zaostávat za svými kalifornskými kolegy, umělé krevní destičky vyvinuté vědci z Case Western Reserve University, Ohio. Abychom byli přesní, nejedná se přesně o krevní destičky, ale o jejich syntetické pomocníky, sestávající rovněž z polymerního materiálu. Jejich hlavním úkolem je vytvořit efektivní prostředí pro slepení krevních destiček, které je nutné k zástavě krvácení.

Nyní k tomu kliniky používají hmotu krevních destiček, ale její získání je namáhavý a poměrně dlouhý proces. Je nutné najít dárce a přísně vybrat krevní destičky, které jsou navíc skladovány nejdéle 5 dní a jsou náchylné k bakteriálním infekcím.

Nástup umělých krevních destiček všechny tyto problémy odstraňuje. Vynález tedy bude dobrým pomocníkem a lékařům umožní nebát se krvácení.

Skutečná a umělá krev. co je lepší?

Pojem "umělá krev" je trochu nesprávné označení. Skutečná krev plní velké množství úkolů. Umělá krev umí zatím jen některé.Pokud vznikne plnohodnotná umělá krev, která dokáže zcela nahradit skutečnou krev, bude to skutečný průlom v medicíně.

Umělá krev plní dvě hlavní funkce:

1) zvyšuje objem krvinek

2) plní funkce obohacování kyslíkem.

Zatímco látka zvyšující krevní buňky se již dlouho používá v nemocnicích, kyslíková terapie je stále ve vývoji a klinických studiích.

3. Předpokládané výhody a nevýhody umělé krve

Umělé kosti

Lékaři z Imperial College London tvrdí, že se jim podařilo vytvořit pseudokostní materiál, který se složením nejvíce podobá skutečným kostem a má minimální šanci na odmítnutí.

Nové umělé kostní materiály se ve skutečnosti skládají ze tří chemických sloučenin, které simulují práci skutečných kostních buněk.

Lékaři a specialisté na protetiku po celém světě nyní vyvíjejí nové materiály, které by mohly sloužit jako plnohodnotná náhrada kostní tkáně v lidském těle.

Vědci však do dnešního dne vytvořili pouze materiály podobné kostem, které dosud nebyly transplantovány místo skutečných kostí, dokonce i zlomených.

Hlavním problémem takových pseudo-kostních materiálů je, že je tělo nerozpozná jako „nativní“ kostní tkáň a nepřizpůsobí se jim. V důsledku toho mohou v těle pacienta s transplantovanými kostmi začít rozsáhlé rejekční procesy, které v nejhorším případě mohou vést až k rozsáhlému selhání imunitního systému a smrti pacienta.

Umělé plíce

Američtí vědci z Yale University pod vedením Laury Niklason udělali průlom: podařilo se jim vytvořit umělou plíci a transplantovat ji potkanům.

Plíce byla také vytvořena samostatně, pracovala autonomně a simulovala práci skutečného orgánu.

Je třeba říci, že lidské plíce jsou složitý mechanismus.

Povrch jedné plíce u dospělého je asi 70 metrů čtverečních, sestavené tak, aby zajistily účinný přenos kyslíku a oxidu uhličitého mezi krví a vzduchem. Plicní tkáň se ale obtížně obnovuje, takže v tuto chvíli je jediným způsobem, jak nahradit poškozené oblasti orgánu, transplantace. Tento postup je velmi riskantní vysoké procento odmítnutí.

Podle statistik zůstává deset let po transplantaci naživu pouze 10–20 % pacientů.

„Umělé plíce“ je pulsující čerpadlo, které dodává vzduch po částech s frekvencí 40-50krát za minutu. Běžný píst k tomu není vhodný, částice materiálu z jeho třecích částí nebo těsnění se mohou dostat do proudu vzduchu. Zde a v jiných podobných zařízeních se používají měchy vyrobené z vlnitého kovu nebo plastu - měchy.

Vyčištěný vzduch přivedený na požadovanou teplotu je přiváděn přímo do průdušek.

Změnit ruku? Žádný problém!..

Umělé ruce

Umělé ruce v 19. století.

se dělily na „pracovní ruce“ a „kosmetické ruce“ neboli luxusní zboží.

U zedníka nebo dělníka se omezili na přiložení obvazu z koženého návleku s výztuhou na předloktí nebo rameno, ke kterému byl připevněn nástroj odpovídající profesi dělníka - kleště, prsten, háček atd.

Kosmetické umělé ruce v závislosti na povolání, životním stylu, stupni vzdělání a dalších podmínkách byly více či méně složité.

Umělá ruka mohla mít tvar přirozené ruky, nosit elegantní dětskou rukavici, schopnou vykonávat jemnou práci; psát a dokonce i míchat karty (jako slavná ruka generála Davydova).

Pokud amputace nedosáhla loketního kloubu, pak pomocí umělé paže bylo možné obnovit funkci horní končetiny; ale pokud bylo horní rameno amputováno, pak práce s rukou byla možná pouze přes objemný, velmi složitý a náročný aparát.

Umělé horní končetiny se kromě posledně jmenovaného skládaly ze dvou kožených nebo kovových návleků na nadloktí a předloktí, které byly pohyblivě zavěšeny nad loketním kloubem pomocí kovových dlah. Ruka byla vyrobena ze světlého dřeva a byla pevně připevněna k předloktí nebo pohyblivá.

V kloubech každého prstu byly pružiny; od konců prstů vedou střevní provázky, které byly spojeny za zápěstním kloubem a pokračovaly ve formě dvou silnějších provazců, z nichž jeden, procházející po válečcích přes loketní kloub, byl připevněn k pružině na horním rameni , zatímco druhý, rovněž pohybující se na špalíku, skončil volně očkem.

Při dobrovolné flexi loketního kloubu se prsty v tomto aparátu uzavřely a byly zcela uzavřeny, pokud bylo rameno ohnuté do pravého úhlu.

Pro objednávky umělé ruce stačilo uvést míry délky a objemu pahýlu i zdravé paže a vysvětlit techniku ​​účelu, kterému mají sloužit.

Protetické ruce musí mít všechny potřebné vlastnosti, například funkci zavírání a otevírání ruky, držení a uvolňování čehokoli z rukou a protéza musí mít vzhled, který co nejpřesněji kopíruje ztracenou končetinu.

Existují aktivní a pasivní protézy ruky.

Pasiva pouze kopírují vzhled ruce a aktivní, které se dělí na bioelektrické a mechanické, plní mnohem více funkcí. Mechanický kartáč kopíruje docela přesně skutečná ruka, takže každý amputovaný se bude moci uvolnit mezi lidmi a bude schopen zvednout předmět a uvolnit jej.

Obvaz, který je připevněn k ramennímu pletenci, způsobuje pohyb ruky.

Bioelektrická protéza funguje díky elektrodám, které snímají proud produkovaný svaly při kontrakci, signál se přenese do mikroprocesoru a protéza se pohybuje.

Umělé nohy

Pro člověka s fyzickým poškozením dolních končetin jsou samozřejmě důležité kvalitní protetické nohy.

Rozhodovat bude úroveň amputace končetiny správná volba protézu, která nahradí a dokáže i obnovit mnoho funkcí, které byly pro končetinu charakteristické.

Existuje protetika pro lidi, mladé i staré, stejně jako pro děti, sportovce a ty, kteří i přes amputaci vedou stejně aktivní život. Špičková protéza se skládá ze systému chodidla, kolenních kloubů a adaptérů vyrobených z vysoce kvalitního materiálu se zvýšenou pevností.

Stránky:← předchozí1234další →

Závažné poruchy dýchání vyžadují okamžitou pomoc ve formě nucené ventilace. Ať už je selhání samotných plic nebo dýchacích svalů naprostou nutností pro připojení komplexního zařízení k nasycení krve kyslíkem. Různé modely přístroje umělé plicní ventilace - nedílné vybavení intenzivní péče nebo resuscitačních služeb, nezbytné pro udržení života pacientů, u kterých se rozvinuly akutní respirační poruchy.

V nouzových situacích je takové vybavení samozřejmě důležité a nezbytné. Jako prostředek pravidelné a dlouhodobé terapie však bohužel není bez nevýhod. Například:

• potřeba neustálého pobytu v nemocnici;
• trvalé riziko zánětlivých komplikací způsobených použitím pumpy k přívodu vzduchu do plic;
• omezení v kvalitě života a nezávislosti (nehybnost, neschopnost normálně jíst, potíže s řečí atd.).

Inovativní systém umožňuje odstranit všechny tyto obtíže a současně zlepšit proces saturace krve kyslíkem. umělé plíce iLA, jehož resuscitační, terapeutické a rehabilitační využití dnes nabízejí kliniky v Německu.

Zvládání poruchy dýchání bez rizika

Systém iLA je zásadně odlišný vývoj. Jeho působení je mimoplicní a zcela neinvazivní. Poruchy dýchání lze překonat bez nucené ventilace. Schéma saturace krve kyslíkem se vyznačuje následujícími slibnými inovacemi:

• nedostatek vzduchového čerpadla;
• nepřítomnost invazivních („implantovaných“) zařízení v plicích a dýchacích cestách.

Pacienti, kteří mají nainstalovanou umělou plíci iLA, nejsou připoutáni ke stacionárnímu zařízení a nemocničnímu lůžku, mohou se normálně pohybovat, komunikovat s ostatními lidmi a samostatně jíst a pít.

Nejdůležitější výhoda: není nutné uvádět pacienta do umělého kómatu s podporou umělého dýchání. Použití standardních mechanických ventilačních přístrojů v mnoha případech vyžaduje „vypnutí“ pacienta v komatu. Proč? Ke zmírnění fyziologických účinků respirační deprese plic. Bohužel je to fakt: ventilátory tlumí plíce. Čerpadlo dodává vzduch dovnitř pod tlakem. Rytmus přívodu vzduchu reprodukuje rytmus dechů. Ale při přirozené inhalaci se plíce roztahují, v důsledku čehož v nich klesá tlak. A na umělém vstupu (nucený přívod vzduchu) se tlak naopak zvyšuje. To je ten utlačující faktor: plíce jsou ve stresovém režimu, což způsobuje zánětlivou reakci, která se ve zvlášť těžkých případech může přenést na další orgány – například játra nebo ledviny.

To je důvod, proč jsou dva faktory prvořadé a stejně důležité při používání pumpových respiračních podpůrných zařízení: naléhavost a opatrnost.

Systém iLA, zatímco rozšiřuje škálu výhod v umělé podpoře dýchání, eliminuje související nebezpečí.

Jak funguje stroj na saturaci krve kyslíkem?

Název „umělé plíce“ má v tomto případě zvláštní význam, protože systém iLA funguje zcela autonomně a není funkčním doplňkem vlastních plic pacienta. Ve skutečnosti se jedná o první umělou plíci na světě v pravém slova smyslu (nikoli plicní pumpu). Neventilují se plíce, ale samotná krev. K nasycení krve kyslíkem a odstranění oxidu uhličitého se používá membránový systém. Mimochodem, na německých klinikách se tomuto systému říká membránový ventilátor (iLA Membranventilator). Krev je dodávána do systému přirozeně, silou stlačení srdečního svalu (a nikoli membránovou pumpou, jako u přístroje srdce-plíce). Výměna plynů probíhá v membránových vrstvách aparátu přibližně stejným způsobem jako v plicních sklípcích. Systém skutečně funguje jako „třetí plíce“ a ulevuje nemocným dýchacím orgánům pacienta.

Přístroj pro výměnu membrán (samotná „umělá plíce“) je kompaktní, měří 14 x 14 centimetrů. Pacient nosí přístroj s sebou. Krev se do něj dostává katétrovým portem – speciálním napojením na stehenní tepnu. K připojení zařízení není nutný žádný chirurgický zákrok: port se zavádí do tepny podobně jako jehla injekční stříkačky. Připojení se provádí v oblasti třísel, speciální konstrukce portu neomezuje pohyblivost a nezpůsobuje pacientovi vůbec žádné potíže.

Systém lze používat bez přerušení po poměrně dlouhou dobu, až jeden měsíc.

Indikace pro použití iLA

V zásadě se jedná o jakékoli poruchy dýchání, zejména chronické. Výhody umělé plíce jsou nejzřetelnější v následujících případech:

• chronická obstrukční plicní nemoc;
• syndrom akutní dechové tísně;
• poranění dýchacích cest;
• tzv. odvykací fáze: odstavení od ventilátoru;
• podpora pacienta před transplantací plic.

Američtí vědci z Yale University pod vedením Laury Niklason udělali průlom: podařilo se jim vytvořit umělou plíci a transplantovat ji potkanům. Samostatně byla vytvořena i plíce, která pracovala autonomně a napodobovala práci skutečného orgánu.

Je třeba říci, že lidské plíce jsou složitý mechanismus. Plocha jedné plíce u dospělého člověka je asi 70 metrů čtverečních a je uspořádána tak, aby umožňovala účinný přenos kyslíku a oxidu uhličitého mezi krví a vzduchem. Plicní tkáň se ale obtížně obnovuje, takže v tuto chvíli je jediným způsobem, jak nahradit poškozené oblasti orgánu, transplantace. Tento postup je velmi rizikový vzhledem k vysokému procentu odmítnutí. Podle statistik zůstává deset let po transplantaci naživu pouze 10–20 % pacientů.

Laura Niklason komentuje: "Podařilo se nám navrhnout a vyrobit plíce, které lze transplantovat krysám, účinně transportují kyslík a oxid uhličitý a okysličují hemoglobin v krvi. Toto je jeden z prvních kroků k obnově celých plic u větších zvířat." a nakonec u lidí.“ .

Vědci odstranili buněčné složky z plic dospělé krysy a nechali za sebou větvené struktury plicního traktu a krevních cév, které sloužily jako kostra pro nové plíce. A k růstu plicních buněk jim pomohl nový bioreaktor, který napodobuje proces vývoje plic v embryu. Výsledkem bylo, že vyrostlé buňky byly transplantovány na připravený skafold. Tyto buňky vyplnily extracelulární matrix – tkáňovou strukturu, která zajišťuje mechanickou podporu a transport látek. Tyto umělé plíce, které byly transplantovány krysám na 45 až 120 minut, absorbovaly kyslík a vypuzovaly oxid uhličitý stejně jako skutečné plíce.

Vědcům z Harvardské univerzity se ale podařilo simulovat provoz plic v autonomním režimu v miniaturním zařízení založeném na mikročipu. Poznamenávají, že schopnost těchto plic absorbovat nanočástice ve vzduchu a napodobovat zánětlivou reakci na patogenní mikroby představuje princip, že orgány na mikročipech by mohly v budoucnu nahradit laboratorní zvířata.

Vědci ve skutečnosti vytvořili zařízení pro stěnu alveolů, plicní vezikuly, přes které dochází k výměně plynu s kapilárami. K tomu nasadili na syntetickou membránu na jednu stranu epiteliální buňky z alveolů lidských plic a na druhou stranu buňky plicních cév. Vzduch je dodáván do plicních buněk v zařízení, kapalina simulující krev je dodávána do „cév“ a periodické protahování a stlačování zprostředkovává proces dýchání.

Aby otestovali reakci nových plic na vliv, přinutili ho vědci „inhalovat“ bakterie Escherichia coli spolu se vzduchem, který dopadl na stranu „plíce“. A zároveň ze strany „nádob“ výzkumníci uvolňovali bílé krvinky do proudu kapaliny. Plicní buňky detekovaly přítomnost bakterií a spustily imunitní odpověď: bílé krvinky prošly membránou na druhou stranu a zničily cizí organismy.

Kromě toho vědci přidali nanočástice, včetně typických látek znečišťujících ovzduší, do vzduchu „vdechovaného“ zařízením. Některé typy těchto částic vstoupily do plicních buněk a způsobily zánět a mnohé volně přešly do „krevního řečiště“. Vědci zároveň zjistili, že mechanický tlak při dýchání výrazně zvyšuje absorpci nanočástic.

Lidské plíce jsou párový orgán umístěný v hrudníku. Jejich hlavní funkcí je dýchání. Pravá plíce má ve srovnání s levou větší objem. To je způsobeno skutečností, že lidské srdce, které je uprostřed hrudníku, je posunuto na levou stranu. Objem plic je v průměru asi 3 litry a mezi profesionálními sportovci více než 8. Velikost jedné ženské plíce zhruba odpovídá třílitrové nádobě zploštělé na jedné straně o hmotnosti 350 g. U mužů tyto parametry jsou 10-15% více.

Vznik a vývoj

Nárůst počtu alveolů pokračuje až do 20-22 let. K tomu dochází zvláště silně v prvním roce a půl až dvou letech života. A po 50 letech začíná proces involuce, způsobený změnami souvisejícími s věkem. Snižuje se kapacita plic a jejich velikost. Po 70 letech se difúze kyslíku v alveolech zhoršuje.

Struktura

Celková plocha alveolů, na kterých probíhá proces výměny plynů, není konstantní a mění se s každou fází nádechu a výdechu. Při výdechu je to 35-40 m2 a při nádechu 100-115 m2.

Prevence

Transplantace

Náklady na takovou operaci na Západě jsou asi 100 tisíc eur. Přežití pacientů je 60 %. V Rusku se takové operace provádějí zdarma a přežije jen každý třetí příjemce. A pokud se po celém světě ročně provede více než 3000 transplantací, pak v Rusku je to jen 15-20. Poměrně silný pokles cen dárcovských orgánů v Evropě a Spojených státech byl pozorován během aktivní fáze války v Jugoslávii. Mnoho analytiků to připisuje podnikání Hashima Thaciho, který prodává živé Srby na orgány. Což mimochodem potvrdila Carla Del Ponte.

Umělé plíce – všelék nebo sci-fi?

V roce 2002 Japonsko oznámilo, že testuje zařízení podobné ECMO, pouze o velikosti dvou krabiček cigaret. Věc nešla dál než k testování. Po 8 letech vytvořili američtí vědci z Yale Institute téměř kompletní umělé plíce. Byl vyroben z poloviny ze syntetických materiálů a z poloviny z živých buněk plicní tkáně. Zařízení bylo testováno na potkanech a produkovalo specifický imunoglobulin v reakci na zavlečení patologických bakterií.

A doslova o rok později, v roce 2011, již v Kanadě vědci navrhli a otestovali zařízení, které se zásadně lišilo od výše uvedeného. Umělá plíce, která zcela napodobovala tu lidskou. Silikonové cévy o tloušťce až 10 mikronů, povrchová plocha propustná pro plyny podobná lidskému orgánu. A co je nejdůležitější, toto zařízení na rozdíl od jiných nevyžadovalo čistý kyslík a dokázalo obohatit krev kyslíkem ze vzduchu. A ke svému fungování nepotřebuje zdroje energie třetích stran. Může být implantován do hrudníku. Pokusy na lidech jsou plánovány na rok 2020.

Ale zatím jsou to všechno jen vývoj a experimentální vzorky. A letos vědci z University of Pittsburgh oznámili zařízení PAAL. Jedná se o stejný ECMO komplex, jen o velikosti fotbalového míče. K obohacení krve potřebuje čistý kyslík a ten lze použít pouze ambulantně, ale pacient zůstává mobilní. A dnes je to nejlepší alternativa k lidským plicím.