MIT の研究者は、ソフトでロボットのようなシステムを開発しました。
デバイスの基本はソフトチューブで、風船のような。それらは横隔膜の下に埋め込まれています - 胸腔にあるドーム型の筋肉で、その動きは正常な呼吸を保証します。チューブは横隔膜を横切って配置され、この筋肉の両側で胸に取り付けられます。
外部ポンプによって膨張すると、チューブが作動します。人工筋肉のように、横隔膜を圧迫して肺の拡張を助けます。この場合、横隔膜の自然なリズムに対応する周波数でチューブを膨張させることができます。
移植可能なIVL。画像: M. Scott Brauer、MIT
作品の著者は、そのようなシステムはより従来の人工呼吸器よりも自然な呼吸に対応。それらは陽圧を作り出し、患者の中心気道を通して空気を押し出し、肺に送り込みます。一方、ダイヤフラムは負圧を作り出します。筋肉が収縮して押し下げると、空気が引き込まれる「真空」が形成されます。
研究者は豚でシステムをテストしました動物の横隔膜の上にチューブを移植し、チューブの端を筋肉の両端の肋骨に外科的に取り付けることにより、麻酔下で。彼らは、動物の酸素レベルを監視し、超音波画像を使用して横隔膜機能を観察しました。
デバイスの操作とインストールのスキーム。画像: Lucy Hu et al., Nature Biomedical Engineering
研究者は、移植可能な人工呼吸器は豚の一回換気量、つまり肺が一呼吸ごとに吸い込める空気の量を増やします。最も顕著な改善は、横隔膜と人工筋肉の収縮が同期した場合に観察されました。これらの場合、ファンはダイヤフラムが 3 倍の空気を引き込むのを助けました。
開発者は、デバイスが広く見つかると信じています主に、ALS、筋ジストロフィー、その他の神経筋疾患を持つ人々に発生する慢性横隔膜機能障害を持つ人々の生活の質をサポートするために使用されます.
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