Ερευνητές στο MIT ανέπτυξαν ένα μαλακό, ρομποτικό και...
Η βάση της συσκευής είναι οι μαλακοί σωλήνες,σαν μπαλόνι. Εμφυτεύονται κάτω από το διάφραγμα - ένας μυς σε σχήμα θόλου που βρίσκεται στην θωρακική κοιλότητα, οι κινήσεις του οποίου εξασφαλίζουν φυσιολογική αναπνοή. Οι σωλήνες τοποθετούνται κατά μήκος του διαφράγματος και συνδέονται με το στήθος και στις δύο πλευρές αυτού του μυός.
Όταν φουσκώνονται από μια εξωτερική αντλία, οι σωλήνες ενεργούνόπως οι τεχνητοί μύες, πιέζοντας το διάφραγμα και βοηθώντας τους πνεύμονες να επεκταθούν. Σε αυτή την περίπτωση, οι σωλήνες μπορούν να φουσκωθούν με συχνότητα που αντιστοιχεί στον φυσικό ρυθμό του διαφράγματος.
Εμφυτεύσιμη IVL. Εικόνα: M. Scott Brauer, MIT
Οι συγγραφείς του έργου σημειώνουν ότι ένα τέτοιο σύστημα είναι περισσότεροαντιστοιχεί στη φυσική αναπνοή από τους παραδοσιακούς αναπνευστήρες. Δημιουργούν θετική πίεση, η οποία σπρώχνει τον αέρα μέσω των κεντρικών αεραγωγών του ασθενούς και τον διοχετεύει στους πνεύμονες. Το διάφραγμα, από την άλλη πλευρά, δημιουργεί αρνητική πίεση. Όταν ο μυς συστέλλεται και σπρώχνεται προς τα κάτω, σχηματίζει ένα «κενό» στο οποίο αναρροφάται ο αέρας.
Οι ερευνητές δοκίμασαν το σύστημα σε χοίρουςυπό αναισθησία με την εμφύτευση σωλήνων πάνω από το διάφραγμα του ζώου και τη χειρουργική σύνδεση των άκρων των σωλήνων στις νευρώσεις και στα δύο άκρα του μυός. Παρακολούθησαν τα επίπεδα οξυγόνου των ζώων και παρατήρησαν τη λειτουργία του διαφράγματος χρησιμοποιώντας απεικόνιση υπερήχων.
Σχέδιο λειτουργίας και εγκατάστασης της συσκευής. Εικόνα: Lucy Hu et al., Nature Biomedical Engineering
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το εμφυτεύσιμοο αναπνευστήρας αυξάνει τον παλιρροϊκό όγκο των χοίρων ή την ποσότητα αέρα που μπορούν να αντλήσουν οι πνεύμονες με κάθε αναπνοή. Η πιο σημαντική βελτίωση παρατηρήθηκε στις περιπτώσεις που συγχρονίστηκαν οι συσπάσεις του διαφράγματος και των τεχνητών μυών. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ο ανεμιστήρας βοηθούσε το διάφραγμα να τραβήξει τρεις φορές περισσότερο αέρα.
Οι προγραμματιστές πιστεύουν ότι η συσκευή θα βρει ευρείαχρησιμοποιείται κυρίως για την υποστήριξη της ποιότητας ζωής ατόμων με χρόνια διαφραγματική δυσλειτουργία που εμφανίζεται σε άτομα με ALS, μυϊκή δυστροφία και άλλες νευρομυϊκές παθήσεις.
Διαβάστε περισσότερα:
Επιστήμονες από τη ζώνη του μόνιμου παγετού: πώς αναπτύσσουν έξυπνα ρούχα και εμβόλιο κατά του καρκίνου
Οι επιστήμονες «εξαπάτησαν» τον χρόνο και έστειλαν ένα φωτόνιο στο παρελθόν: πώς αυτή η ανακάλυψη θα αλλάξει τη φυσική
10 επιστημονικά στοιχεία που αποδείχτηκαν πλαστά. Καρτέλλες