Forscher am MIT haben ein weiches, robotergestütztes und...
Die Basis des Geräts sind weiche Schläuche,ballonartig. Sie werden unter dem Zwerchfell implantiert - einem kuppelförmigen Muskel in der Brusthöhle, dessen Bewegungen für eine normale Atmung sorgen. Die Schläuche werden über das Zwerchfell gelegt und auf beiden Seiten dieses Muskels an der Brust befestigt.
Beim Aufpumpen durch eine externe Pumpe wirken die SchläucheWie künstliche Muskeln drücken sie auf das Zwerchfell und helfen der Lunge, sich auszudehnen. In diesem Fall können die Schläuche mit einer Frequenz aufgeblasen werden, die dem natürlichen Rhythmus des Zwerchfells entspricht.
Implantierbare IVL. Bild: M. Scott Brauer, MIT
Die Autoren der Arbeit stellen fest, dass ein solches System mehr istentspricht der natürlichen Atmung als herkömmliche Beatmungsgeräte. Sie erzeugen einen Überdruck, der Luft durch die zentralen Atemwege des Patienten drückt und in die Lunge pumpt. Die Membran hingegen erzeugt Unterdruck. Wenn sich der Muskel zusammenzieht und nach unten drückt, bildet er ein „Vakuum“, in das Luft gezogen wird.
Forscher testeten das System an Schweinenunter Anästhesie durch Implantieren von Röhrchen über dem Zwerchfell des Tieres und chirurgisches Anbringen der Enden der Röhrchen an den Rippen an beiden Enden des Muskels. Sie überwachten den Sauerstoffgehalt der Tiere und beobachteten ihre Zwerchfellfunktion mittels Ultraschallbildgebung.
Schema der Bedienung und Installation des Geräts. Bild: Lucy Hu et al., Nature Biomedical Engineering
Die Forscher fanden heraus, dass die implantierbarenDas Beatmungsgerät erhöht das Tidalvolumen der Schweine oder die Luftmenge, die die Lunge mit jedem Atemzug ansaugen kann. Die signifikanteste Verbesserung wurde in Fällen beobachtet, in denen die Kontraktionen des Zwerchfells und der künstlichen Muskeln synchronisiert waren. In diesen Fällen half der Lüfter der Membran, dreimal so viel Luft einzusaugen.
Die Entwickler glauben, dass sich das Gerät breit finden wirdhauptsächlich verwendet, um die Lebensqualität von Menschen mit chronischer Zwerchfellfunktionsstörung zu unterstützen, die bei Menschen mit ALS, Muskeldystrophie und anderen neuromuskulären Erkrankungen auftritt.
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