Sprchovacia miestnosť

Saturácia krvi kyslíkom. Fyzici vytvorili vonkajšie umelé pľúca pre novorodencov Umelé ľudské pľúca

Americkí vedci z Yale University pod vedením Laury Niklason urobili prelom: podarilo sa im vytvoriť umelé pľúca a transplantovať ich potkanom. Samostatne boli vytvorené aj pľúca, ktoré pracovali autonómne a napodobňovali prácu skutočného orgánu.

Treba povedať, že ľudské pľúca sú zložitý mechanizmus. Plocha jedného pľúca u dospelého človeka je asi 70 metrov štvorcových, zostavené tak, aby zabezpečili účinný prenos kyslíka a oxidu uhličitého medzi krvou a vzduchom. Pľúcne tkanivo sa však ťažko obnovuje, takže v súčasnosti je jediným spôsobom, ako nahradiť poškodené oblasti orgánu, transplantácia. Tento postup je veľmi riskantný vysoké percento odmietnutia. Podľa štatistík desať rokov po transplantácii zostáva nažive iba 10-20% pacientov.

Laura Niklason hovorí: „Podarilo sa nám navrhnúť a vyrobiť pľúca, ktoré sa dajú transplantovať potkanom, efektívne transportujú kyslík a oxid uhličitý a okysličujú hemoglobín v krvi Toto je jeden z prvých krokov k obnove celých pľúc u väčších zvierat a nakoniec u ľudí."

Vedci odstránili bunkové zložky z pľúc dospelého potkana a zanechali za sebou vetviace sa štruktúry pľúcneho traktu a krvných ciev, ktoré slúžili ako kostra pre nové pľúca. A k rastu pľúcnych buniek im pomohol nový bioreaktor, ktorý napodobňuje proces vývoja pľúc v embryu. Výsledkom bolo, že pestované bunky boli transplantované na pripravený skafold. Tieto bunky vyplnili extracelulárnu matricu - tkanivovú štruktúru, ktorá zabezpečuje mechanickú podporu a transport látok. Tieto umelé pľúca, ktoré boli transplantované potkanom na 45 až 120 minút, absorbovali kyslík a vypudzovali oxid uhličitý rovnako ako skutočné pľúca.

Vedcom z Harvardskej univerzity sa ale podarilo simulovať fungovanie pľúc v autonómnom režime v miniatúrnom zariadení založenom na mikročipe. Poznamenávajú, že schopnosť týchto pľúc absorbovať nanočastice vo vzduchu a napodobňovať zápalovú reakciu na patogénne mikróby predstavuje dôkaz princípu, že orgány na mikročipoch by mohli v budúcnosti nahradiť laboratórne zvieratá.

Vedci v skutočnosti vytvorili zariadenie pre stenu alveol, pľúcnu vezikulu, cez ktorú dochádza k výmene plynu s kapilárami. Za týmto účelom vysadili na syntetickú membránu na jednej strane epitelové bunky z alveol ľudských pľúc a na druhej strane bunky pľúcnych ciev. Vzduch sa dodáva do pľúcnych buniek v zariadení, kvapalina simulujúca krv sa dodáva do „ciev“ a periodické naťahovanie a stláčanie sprostredkúva dýchací proces.

Aby otestovali reakciu nových pľúc na vplyv, vedci ho prinútili „vdychovať“ baktérie Escherichia coli spolu so vzduchom, ktorý dopadol na „pľúcnu“ stranu. A zároveň zo strany „ciev“ výskumníci uvoľnili biele krvinky do prúdu tekutín. Pľúcne bunky zistili prítomnosť baktérií a spustili imunitnú odpoveď: biele krvinky prešli cez membránu na druhú stranu a zničili cudzie organizmy.

Okrem toho vedci pridali nanočastice vrátane typických látok znečisťujúcich ovzdušie do vzduchu „vdychovaného“ zariadením. Niektoré typy týchto častíc vstúpili do pľúcnych buniek a spôsobili zápal a mnohé voľne prešli do „krvného obehu“. Vedci zároveň zistili, že mechanický tlak počas dýchania výrazne zvyšuje absorpciu nanočastíc.

Obsah

Ak je dýchanie narušené, pacientovi sa poskytne umelá ventilácia alebo mechanická ventilácia. Používa sa na podporu života, keď pacient nemôže sám dýchať alebo keď leží na operačnom stole v anestézii, ktorá spôsobuje nedostatok kyslíka. Existuje niekoľko typov mechanickej ventilácie – od jednoduchých manuálnych až po hardvérové. Prvý zvládne takmer každý, no druhý si vyžaduje pochopenie dizajnu a pravidiel používania zdravotníckych pomôcok.

Čo je umelá ventilácia

V medicíne sa pod mechanickou ventiláciou rozumie umelé vstrekovanie vzduchu do pľúc, aby sa zabezpečila výmena plynov medzi prostredím a alveolami. Umelá ventilácia môže byť použitá ako resuscitačné opatrenie, keď má človek vážne problémy so spontánnym dýchaním, alebo ako prostriedok ochrany pred nedostatkom kyslíka. Posledný stav sa vyskytuje počas anestézie alebo spontánnych ochorení.

Formy umelého vetrania sú hardvérové a priame. Prvý využíva na dýchanie plynnú zmes, ktorá je cez endotracheálnu trubicu pumpovaná do pľúc prístrojom. Priame zahŕňa rytmickú kompresiu a expanziu pľúc, aby sa zabezpečila pasívna inhalácia a výdych bez použitia zariadenia. Ak sa použijú „elektrické pľúca“, svaly sú stimulované impulzom.

Indikácie pre mechanickú ventiláciu

Existujú indikácie pre umelú ventiláciu a udržiavanie normálnej funkcie pľúc:

náhle zastavenie krvného obehu;
mechanická asfyxia dýchania;
poranenia hrudníka a mozgu;
akútna otrava;
prudký pokles krvný tlak;
kardiogénny šok;
astmatický záchvat.

Po operácii

Endotracheálna trubica zariadenia na umelú ventiláciu sa zavedie do pľúc pacienta na operačnej sále alebo po doručení z nej na jednotku intenzívnej starostlivosti alebo oddelenie na monitorovanie stavu pacienta po anestézii. Ciele a ciele potreby mechanickej ventilácie po operácii sú:

odstránenie vykašliavania spúta a sekrétov z pľúc, čo znižuje výskyt infekčných komplikácií;
zníženie potreby podpory kardiovaskulárneho systému, zníženie rizika dolnej hlbokej žilovej trombózy;
vytvorenie podmienok pre kŕmenie sondou, aby sa znížil výskyt gastrointestinálnych ťažkostí a vrátila sa normálna peristaltika;
zníženie negatívneho účinku na kostrové svaly po dlhšom pôsobení anestetík;
rýchla normalizácia duševných funkcií, normalizácia spánku a bdenia.

Na zápal pľúc

Ak sa u pacienta vyvinie ťažký zápal pľúc, rýchlo to vedie k rozvoju akútneho respiračného zlyhania. Indikácie pre použitie umelej ventilácie pre túto chorobu sú:

poruchy vedomia a psychiky;
zníženie krvného tlaku na kritickú úroveň;
prerušované dýchanie viac ako 40-krát za minútu.

Vykonáva sa umelé vetranie skoré štádia rozvoj ochorenia s cieľom zvýšiť efektivitu práce a znížiť riziko úmrtia. Mechanická ventilácia trvá 10-14 dní; tracheostómia sa vykonáva 3-4 hodiny po zavedení trubice. Ak je zápal pľúc masívny, vykonáva sa s pozitívnym tlakom na konci výdychu (PEEP), aby sa zlepšila distribúcia pľúc a znížil sa venózny skrat. Spolu s mechanickou ventiláciou sa vykonáva intenzívna antibiotická terapia.

Na mŕtvicu

Pripojenie ventilátora pri liečbe cievnej mozgovej príhody sa považuje za rehabilitačné opatrenie pre pacienta a je predpísané, keď je indikované:

vnútorné krvácanie;
poškodenie pľúc;
patológia v oblasti respiračných funkcií;
kóma.

Počas ischemického alebo hemoragického záchvatu sa pozorujú ťažkosti s dýchaním, ktoré sa obnoví pomocou ventilátora, aby sa normalizovali stratené funkcie mozgu a poskytli bunkám dostatok kyslíka. Umelé pľúca sa umiestňujú v prípadoch mŕtvice až na dva týždne. Počas tejto doby sa akútne obdobie ochorenia mení a opuch mozgu klesá. Čo najskôr sa musíte zbaviť mechanického vetrania.

Druhy vetrania

Moderné metódy umelého vetrania sú rozdelené do dvoch podmienených skupín. Jednoduché sa používajú v núdzových prípadoch a hardvérové sa používajú v nemocničnom prostredí. Prvé sa môžu použiť, keď človek nemá spontánne dýchanie, má akútny rozvoj porúch dýchacieho rytmu alebo patologického režimu. Jednoduché metódy zahŕňajú:

Z úst do úst alebo z úst do nosa– hlava obete sa nakloní dozadu na maximálnu úroveň, otvorí sa vchod do hrtana a posunie sa koreň jazyka. Osoba vykonávajúca procedúru stojí na boku, rukou stlačí krídla nosa pacienta, nakloní hlavu dozadu a druhou rukou si drží ústa. Zhlboka sa nadýchne, záchranca pevne pritlačí pery k ústam alebo nosu pacienta a prudko a energicky vydýchne. Pacient by mal vydýchnuť kvôli elasticite pľúc a hrudnej kosti. Súčasne sa vykonáva masáž srdca.
Pomocou S-duct alebo Reuben vaku. Pred použitím je potrebné uvoľniť dýchacie cesty pacienta a následne masku pevne pritlačiť.

Režimy ventilácie v intenzívnej starostlivosti

Prístroj na umelé dýchanie sa používa v intenzívnej starostlivosti a patrí medzi mechanická metóda Vetranie Skladá sa z respirátora a endotracheálnej trubice alebo tracheostomickej kanyly. Pre dospelých a deti sa používajú rôzne prístroje, ktoré sa líšia veľkosťou vloženého prístroja a nastaviteľnou frekvenciou dýchania. Hardvérová ventilácia sa vykonáva vo vysokofrekvenčnom režime (viac ako 60 cyklov za minútu) s cieľom znížiť dychový objem, znížiť tlak v pľúcach, prispôsobiť pacienta respirátoru a uľahčiť prietok krvi do srdca.

Metódy

Vysokofrekvenčná umelá ventilácia je rozdelená do troch metód, ktoré používajú moderní lekári:

objemový- charakterizovaná frekvenciou dýchania 80-100 za minútu;
oscilačné– 600-3600 za minútu s vibráciami kontinuálneho alebo prerušovaného prietoku;
prúdové lietadlo– 100-300 za minútu, je najpopulárnejší, pri ktorom sa kyslík alebo zmes plynov pod tlakom vstrekuje do dýchacieho traktu pomocou ihly alebo tenkého katétra, ďalšie možnosti sú endotracheálna trubica, tracheostómia, katéter cez nos alebo cez kožu .

Okrem uvažovaných metód, ktoré sa líšia frekvenciou dýchania, sa režimy ventilácie rozlišujú podľa typu použitého zariadenia:

Auto– dýchanie pacienta je úplne utlmené farmakologickými liekmi. Pacient plne dýcha pomocou kompresie.
Pomocný– dýchanie osoby je zachované a pri pokuse o vdýchnutie je dodávaný plyn.
Periodické nútené– používa sa pri prechode z mechanickej ventilácie na spontánne dýchanie. Postupné znižovanie frekvencie umelých vdychov núti pacienta dýchať sám.
S PEEP– s ním zostáva intrapulmonálny tlak pozitívny v porovnaní s atmosférickým tlakom. To umožňuje lepšiu distribúciu vzduchu v pľúcach a eliminuje opuch.
Elektrická stimulácia bránice– prebieha cez vonkajšie ihlové elektródy, ktoré dráždia nervy na bránici a spôsobujú jej rytmické sťahovanie.

Ventilátor

Na jednotke intenzívnej starostlivosti alebo pooperačnom oddelení sa používa ventilátor. Toto lekárske vybavenie je potrebné na dodávanie plynnej zmesi kyslíka a suchého vzduchu do pľúc. Nútený režim sa používa na nasýtenie buniek a krvi kyslíkom a odstránenie oxidu uhličitého z tela. Koľko typov ventilátorov existuje:

podľa typu použitého zariadenia– endotracheálna trubica, maska;
podľa použitého operačného algoritmu– manuálna, mechanická, s neurokontrolovanou ventiláciou;
podľa veku– pre deti, dospelých, novorodencov;
pohonom– pneumomechanické, elektronické, manuálne;
podľa dohody– všeobecný, špeciálny;
podľa aplikovanej oblasti– jednotka intenzívnej starostlivosti, resuscitačné oddelenie, pooperačné oddelenie, anesteziológia, novorodenci.

Technika umelého vetrania

Lekári používajú ventilátory na vykonávanie umelej ventilácie. Po vyšetrení pacienta lekár určí frekvenciu a hĺbku dychov a vyberie zmes plynov. Plyny na nepretržité dýchanie sa privádzajú hadicou pripojenou k endotracheálnej trubici, prístroj reguluje a kontroluje zloženie zmesi. Ak sa používa maska, ktorá zakrýva nos a ústa, zariadenie je vybavené poplašným systémom, ktorý upozorní na narušenie dýchacieho procesu. Na dlhodobú ventiláciu sa endotracheálna trubica zavedie do otvoru cez prednú stenu priedušnice.

Problémy pri umelej ventilácii

Po inštalácii ventilátora a počas jeho prevádzky sa môžu vyskytnúť problémy:

Prítomnosť zápasu pacienta s ventilátorom. Na jej nápravu sa eliminuje hypoxia, kontroluje sa poloha zavedenej endotracheálnej trubice a samotné vybavenie.
Desynchronizácia s respirátorom. Vedie k poklesu dychového objemu a nedostatočnej ventilácii. Za príčiny sa považuje kašeľ, zadržiavanie dychu, pľúcne patológie, kŕče v prieduškách a nesprávne nainštalované zariadenie.
Vysoký tlak v dýchacích cestách. Príčiny sú: porušenie integrity trubice, bronchospazmy, pľúcny edém, hypoxia.

Odvykanie od mechanickej ventilácie

Použitie mechanickej ventilácie môže byť sprevádzané zraneniami v dôsledku vysokého krvného tlaku, zápalom pľúc, zníženou funkciou srdca a inými komplikáciami. Preto je dôležité čo najrýchlejšie zastaviť mechanickú ventiláciu, berúc do úvahy klinickú situáciu. Indikáciou pre odstavenie je pozitívna dynamika zotavenia s nasledujúcimi ukazovateľmi:

obnovenie dýchania s frekvenciou menšou ako 35 za minútu;
minútová ventilácia znížená na 10 ml/kg alebo menej;
pacient nemá horúčku alebo infekciu alebo apnoe;
krvný obraz je stabilný.

Pred odvykaním od respirátora skontrolujte zostávajúcu svalovú blokádu a znížte dávku sedatív na minimum. Rozlišujú sa nasledujúce režimy odstavenia od umelej ventilácie.

To, že fúkanie vzduchu do pľúc dokáže človeka oživiť, je známe už v staroveku, no pomocné zariadenia na to sa začali vyrábať až v stredoveku. V roku 1530 Paracelsus prvýkrát použil ústny kanál s koženým mechom na rozdúchavanie ohňa v krbe. O trinásť rokov neskôr Vesaleus publikoval svoju prácu „O štruktúre ľudského tela“, v ktorej zdôvodnil výhody ventilácie pľúc pomocou trubice vloženej do priedušnice. A v roku 2013 vedci z Case Western Reserve University vytvorili prototyp umelé pľúca. Zariadenie využíva čistený atmosférický vzduch a nevyžaduje koncentrovaný kyslík. Štruktúra prístroja pripomína ľudské pľúca so silikónovými kapilárami a alveolami a funguje na mechanickej pumpe. Biopolymérové trubičky napodobňujú vetvenie priedušiek na bronchioly. V budúcnosti sa plánuje zlepšenie prístroja s odkazom na kontrakcie myokardu. Mobilné zariadenie s vysokou pravdepodobnosťou môže nahradiť transportný ventilátor.

Rozmery umelých pľúc sú až 15x15x10 centimetrov chcú jej rozmery čo najviac priblížiť ľudskému orgánu. Obrovská plocha membrány na difúziu plynu poskytuje 3-5 násobné zvýšenie účinnosti výmeny kyslíka.

Zariadenie sa v súčasnosti testuje na ošípaných, ale testy už preukázali jeho účinnosť pri liečbe zlyhania dýchania. Zavedenie umelých pľúc pomôže eliminovať potrebu masívnejších transportných ventilátorov, ktoré pracujú s výbušnými kyslíkovými fľašami.

Umelé pľúca umožňujú aktivovať pacienta inak odkázaného na lôžkovú jednotku intenzívnej starostlivosti alebo transportný ventilátor. A s aktiváciou sa zvyšuje šanca na zotavenie a psychický stav.

Pacienti, ktorí čakajú na darcovskú transplantáciu pľúc, musia väčšinou stráviť dlhý čas v nemocnici na umelom okysličovacom prístroji, pomocou ktorého môžete len ležať na lôžku a sledovať, ako prístroj dýcha za vás.

Projekt umelých pľúc, schopných protetického zlyhania dýchania, dáva týmto pacientom šancu na rýchle uzdravenie.

Prenosná súprava umelých pľúc obsahuje samotné pľúca a krvnú pumpu. Autonómna prevádzka je navrhnutá až na tri mesiace. Malé rozmery prístroja umožňujú nahradiť transportný ventilátor záchrannej zdravotnej služby.

Práca pľúc je založená na prenosnej pumpe, ktorá obohacuje krv vzdušnými plynmi.

Niektorí ľudia (najmä novorodenci) nevyžadujú dlhodobý prísun vysoko koncentrovaného kyslíka pre jeho oxidačné vlastnosti.

Ďalším neštandardným analógom mechanickej ventilácie používanej pri ťažkom poškodení miechy je transkutánna elektrická stimulácia bránicových nervov („phrenicus stimulation“). Bola vyvinutá transpleurálna masáž pľúc podľa V.P. Smolnikova - vytvorenie stavu pulzujúceho pneumotoraxu v pleurálnych dutinách.

Ťažké poruchy dýchania vyžadujú núdzovú pomoc vo forme nútenej ventilácie. Či už zlyhanie samotných pľúc alebo dýchacieho svalstva je absolútnou nevyhnutnosťou pripojiť zložité zariadenia na nasýtenie krvi kyslíkom. Rôzne modely prístroje na umelú pľúcnu ventiláciu - neodmysliteľné vybavenie intenzívnej starostlivosti alebo resuscitačných služieb, nevyhnutné na udržanie života pacientov, u ktorých sa vyvinuli akútne respiračné poruchy.

V núdzových situáciách je takéto vybavenie samozrejme dôležité a nevyhnutné. Ako prostriedok pravidelnej a dlhodobej terapie však, žiaľ, nie je bez nevýhod. Napríklad:

potreba neustáleho pobytu v nemocnici;
trvalé riziko zápalových komplikácií spôsobených použitím pumpy na prívod vzduchu do pľúc;
obmedzenia v kvalite života a nezávislosti (nehybnosť, neschopnosť normálne jesť, ťažkosti s rečou atď.).

Inovatívny systém umelých pľúc iLA, ktorého resuscitačné, terapeutické a rehabilitačné využitie dnes ponúkajú kliniky v Nemecku, umožňuje odstrániť všetky tieto ťažkosti a súčasne zlepšiť proces saturácie krvi kyslíkom.

Zvládnutie poruchy dýchania bez rizika

Systém iLA je zásadne odlišný vývoj. Jeho pôsobenie je mimopľúcne a úplne neinvazívne. Poruchy dýchania je možné prekonať bez núteného vetrania. Schéma saturácie krvi kyslíkom sa vyznačuje nasledujúcimi sľubnými inováciami:

nedostatok vzduchového čerpadla;
absencia invazívnych („implantovaných“) zariadení v pľúcach a dýchacích cestách.

Pacienti, ktorí majú nainštalované umelé pľúca iLA, nie sú pripútaní k stacionárnemu zariadeniu a nemocničnej posteli, môžu sa normálne pohybovať, komunikovať s inými ľuďmi, jesť a piť samostatne.

Najdôležitejšia výhoda: nie je potrebné uvádzať pacienta do umelej kómy s podporou umelého dýchania. Použitie štandardných mechanických ventilačných zariadení si v mnohých prípadoch vyžaduje „vypnutie“ pacienta v kóme. Prečo? Na zmiernenie fyziologických účinkov útlmu dýchania pľúc. Bohužiaľ, je to fakt: ventilátory stláčajú pľúca. Čerpadlo dodáva vzduch do vnútra pod tlakom. Rytmus prívodu vzduchu reprodukuje rytmus dychov. Ale počas prirodzenej inhalácie sa pľúca rozširujú, v dôsledku čoho sa tlak v nich znižuje. A pri umelom vstupe (nútený prívod vzduchu) sa tlak naopak zvyšuje. Toto je utláčajúci faktor: pľúca sú v stresovom režime, čo spôsobuje zápalovú reakciu, ktorá sa v obzvlášť závažných prípadoch môže preniesť na iné orgány – napríklad pečeň alebo obličky.

To je dôvod, prečo sú dva faktory prvoradé a rovnako dôležité pri používaní zariadení na podporu dýchania s pumpou: naliehavosť a opatrnosť.

Systém iLA, zatiaľ čo rozširuje škálu výhod v umelej podpore dýchania, eliminuje súvisiace nebezpečenstvá.

Ako funguje stroj na saturáciu krvi kyslíkom?

Názov „umelé pľúca“ má v tomto prípade osobitný význam, pretože systém iLA funguje úplne autonómne a nie je funkčným doplnkom k vlastným pľúcam pacienta. V skutočnosti ide o prvé umelé pľúca na svete v pravom zmysle slova (nie pľúcna pumpa). Neventilujú sa pľúca, ale samotná krv. Na nasýtenie krvi kyslíkom a odstránenie oxidu uhličitého sa používa membránový systém. Mimochodom, na nemeckých klinikách sa tento systém nazýva membránový ventilátor (iLA Membranventilator). Krv je dodávaná do systému prirodzene, silou stláčania srdcového svalu (a nie membránovou pumpou, ako v prístroji srdce-pľúca). Výmena plynov prebieha v membránových vrstvách prístroja približne rovnakým spôsobom ako v pľúcnych alveolách. Systém skutočne funguje ako „tretie pľúca“, ktoré uľavujú chorým dýchacím orgánom pacienta.

Prístroj na výmenu membrán (samotné „umelé pľúca“) je kompaktný s rozmermi 14 x 14 centimetrov. Pacient nosí prístroj so sebou. Krv sa do nej dostáva cez katéterový port - špeciálne spojenie so stehennou tepnou. Na pripojenie zariadenia nie je potrebný žiadny chirurgický zákrok: port sa vloží do tepny podobne ako ihla injekčnej striekačky. Spojenie sa uskutočňuje v oblasti slabín; špeciálna konštrukcia portu neobmedzuje pohyblivosť a nespôsobuje pacientovi žiadne nepríjemnosti.

Systém je možné používať bez prerušenia pomerne dlhú dobu, až jeden mesiac.

Indikácie pre použitie iLA

V zásade ide o akékoľvek poruchy dýchania, najmä chronické. Výhody umelých pľúc sú najzreteľnejšie v nasledujúcich prípadoch:

chronická obštrukčná choroba pľúc;
syndróm akútneho respiračného zlyhania;
poranenia dýchacích ciest;
takzvaná odvykacia fáza: odstavenie ventilátora;
podpora pacienta pred transplantáciou pľúc.

Umelé pľúca, ktoré sú dostatočne malé na to, aby sa dali nosiť v batohu, už boli úspešne testované na zvieratách. Takéto zariadenia dokážu oveľa viac pohodlnejšie ako život tých ľudí, ktorých vlastné pľúca z akéhokoľvek dôvodu nefungujú správne. Doteraz sa na tieto účely používali veľmi ťažkopádne zariadenia, no nový prístroj, ktorý vedci v súčasnosti vyvíjajú, to môže raz a navždy zmeniť.

Osoba, ktorej pľúca nie sú schopné vykonávať svoju primárnu funkciu, je zvyčajne pripojená k strojom, ktoré pumpujú jej krv cez výmenník plynov, obohacujú ju kyslíkom a odstraňujú z nej oxid uhličitý. Samozrejme, počas tohto procesu je osoba nútená ležať na posteli alebo gauči. A čím dlhšie ležia, tým sú ich svaly slabšie, takže zotavenie je nepravdepodobné. Práve preto, aby boli pacienti mobilní, boli vyvinuté kompaktné umelé pľúca. Problém sa stal obzvlášť naliehavým v roku 2009, keď došlo k prepuknutiu choroby prasacia chrípka, v dôsledku čoho mnohým pacientom zlyhali pľúca.

Umelé pľúca môžu nielen pomôcť pacientom zotaviť sa z niektorých pľúcnych infekcií, ale tiež umožňujú pacientom čakať na vhodné darcovské pľúca na transplantáciu. Ako viete, front môže niekedy trvať mnoho rokov. Situáciu komplikuje skutočnosť, že ľudia so zlyhávajúcimi pľúcami majú spravidla aj značne oslabené srdce, ktoré musí pumpovať krv.

„Vytvorenie umelých pľúc je oveľa náročnejšia úloha ako navrhnutie umelého srdca. Srdce jednoducho pumpuje krv, zatiaľ čo pľúca sú komplexnou sieťou alviol, v rámci ktorej prebieha proces výmeny plynov. „Dnes neexistuje žiadna technológia, ktorá by sa čo i len priblížila k účinnosti skutočných pľúc,“ hovorí William Federspiel, zamestnanec Univerzity v Pittsburghu.

Tím Williama Federspiela vyvinul umelé pľúca, ktoré obsahujú pumpu (na podporu srdca) a plynový výmenník, no zariadenie je také kompaktné, že sa bez problémov zmestí do malej tašky alebo batohu. Zariadenie je napojené na hadičky napojené na obehový systém človeka, účinne obohacujú krv kyslíkom a odstraňujú z nej prebytočný oxid uhličitý. Tento mesiac boli dokončené úspešné testy zariadenia na štyroch pokusných ovciach, počas ktorých bola krv zvierat nasýtená kyslíkom rôzne obdobiačas. Vedci tak postupne zvýšili dobu nepretržitej prevádzky zariadenia na päť dní.

Alternatívny model umelých pľúc vyvíjajú vedci z Carnegie Mellon University v Pittsburghu. Toto zariadenie je určené predovšetkým tým pacientom, ktorých srdce je dostatočne zdravé na to, aby nezávisle pumpovalo krv cez vonkajšok umelý orgán. Zariadenie je rovnakým spôsobom pripojené k trubiciam priamo pripojeným k srdcu človeka, potom je pripevnené k jeho telu pomocou pásov. Zatiaľ čo obe zariadenia vyžadujú zdroj kyslíka, inými slovami, prídavnú prenosnú fľašu. Na druhej strane vedci sa v súčasnosti snažia tento problém vyriešiť a celkom sa im to darí.

Práve teraz výskumníci testujú prototyp umelých pľúc, ktoré už nevyžadujú kyslíkovú nádrž. Nová generácia zariadenia bude podľa oficiálneho vyjadrenia ešte kompaktnejšia a z okolitého vzduchu sa bude uvoľňovať kyslík. Prototyp sa momentálne testuje na laboratórnych potkanoch a vykazuje skutočne pôsobivé výsledky. Tajomstvom nového modelu umelých pľúc je použitie ultratenkých (len 20 mikrometrových) trubíc vyrobených z polymérových membrán, ktoré výrazne zväčšujú povrch výmeny plynov.