I ricercatori del MIT hanno sviluppato un robot morbido e...
La base del dispositivo sono tubi morbidi,simile a un palloncino. Sono impiantati sotto il diaframma, un muscolo a forma di cupola situato nella cavità toracica, i cui movimenti assicurano una respirazione normale. I tubi sono posizionati attraverso il diaframma e attaccati al torace su entrambi i lati di questo muscolo.
Quando gonfiati da una pompa esterna, i tubi agisconocome i muscoli artificiali, premono sul diaframma e aiutano i polmoni ad espandersi. In questo caso i tubi possono essere gonfiati ad una frequenza corrispondente al ritmo naturale del diaframma.
IVL impiantabile. Immagine: M. Scott Brauer, MIT
Gli autori del lavoro notano che un tale sistema è di piùcorrisponde alla respirazione naturale rispetto ai ventilatori tradizionali. Creano una pressione positiva, che spinge l'aria attraverso le vie aeree centrali del paziente e la pompa nei polmoni. Il diaframma, invece, crea una pressione negativa. Quando il muscolo si contrae e spinge verso il basso, forma un "vuoto" in cui viene aspirata l'aria.
I ricercatori hanno testato il sistema sui maialisotto anestesia impiantando tubi sopra il diaframma dell'animale e attaccando chirurgicamente le estremità dei tubi alle costole ad entrambe le estremità del muscolo. Hanno monitorato i livelli di ossigeno degli animali e osservato la loro funzione del diaframma utilizzando l'ecografia.
Schema di funzionamento e installazione del dispositivo. Immagine: Lucy Hu et al., Ingegneria biomedica della natura
I ricercatori hanno scoperto che l'impiantabileil ventilatore aumenta il volume corrente dei maiali, o la quantità di aria che i polmoni possono aspirare ad ogni respiro. Il miglioramento più significativo è stato osservato nei casi in cui le contrazioni del diaframma e dei muscoli artificiali erano sincronizzate. In questi casi, la ventola aiutava il diaframma ad aspirare tre volte più aria.
Gli sviluppatori ritengono che il dispositivo troverà ampioutilizzato principalmente per supportare la qualità della vita delle persone con disfunzione diaframmatica cronica che si verificano nelle persone con SLA, distrofia muscolare e altre malattie neuromuscolari.
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