McMaster大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種新型的人工肺，可以用于早產(chǎn)兒和其他呼吸窘迫的新生兒。

  研究小組已經(jīng)用一只活的小豬證明了這一概念，這是朝著批準(zhǔn)用于人類的方向邁出的一大步，這種便攜式設(shè)備可以通過(guò)承擔(dān)胎盤(pán)的部分作用來(lái)拯救許多生命，并防止災(zāi)難性的損害，直到嬰兒能夠獨(dú)立呼吸。

  新的人工肺工作原理

  “這項(xiàng)技術(shù)雖然制作復(fù)雜，但使用起來(lái)卻很簡(jiǎn)單，它將帶來(lái)新局面，使越來(lái)越多的嬰兒能夠得到拯救，這正是我們的動(dòng)力。”

  Ravi Selvaganapathy，McMaster機(jī)械和生物醫(yī)學(xué)工程教授，加拿大生物微流體學(xué)研究主席

  該裝置設(shè)計(jì)用于連接新生兒臍帶，利用心臟現(xiàn)有的能量驅(qū)動(dòng)血液通過(guò)結(jié)構(gòu)類似肺臟內(nèi)層的細(xì)膜通道，允許二氧化碳釋放和氧氣吸收，同時(shí)保護(hù)血液免受外界感染。

  這種薄膜只有35到50微米厚——大約是人類頭發(fā)厚度的一半——允許二氧化碳和氧氣自然擴(kuò)散。嬰兒自己的心臟以一定的頻率跳動(dòng)以調(diào)節(jié)氧氣的供應(yīng)。

  新的人工肺能夠模擬宮內(nèi)供應(yīng)

  獨(dú)立呼吸對(duì)早產(chǎn)兒的生存是一個(gè)特別的障礙，因?yàn)樵S多早產(chǎn)兒的肺尚未完全形成，從出生的那一刻起，他們就陷入呼吸窘迫，因?yàn)樗麄儫o(wú)法獨(dú)自吸收足夠的氧氣。

  “通常情況下，新生兒會(huì)立即接管通過(guò)胎盤(pán)在子宮內(nèi)提供的呼吸、喂養(yǎng)和其他器官功能，”McMaster兒科教職員工、德國(guó)紐倫堡總醫(yī)院兒科主任Christoph Fusch說(shuō)，該醫(yī)院隸屬于帕拉塞爾蘇斯醫(yī)學(xué)院。

  “當(dāng)這種過(guò)渡由于疾病或不成熟而受到干擾時(shí)，我們的設(shè)備將使新生兒護(hù)理人員能夠模擬宮內(nèi)供應(yīng)。它將提高生存率，減少腦損傷，改善有生命危險(xiǎn)的出生后肺衰竭的早產(chǎn)兒和足月新生兒的長(zhǎng)期健康狀況。”

  新的人工肺裝置的前景

  雖然人工肺的設(shè)計(jì)很復(fù)雜，但這種裝置本身沒(méi)有外部電源就可以工作，而且部署起來(lái)也很簡(jiǎn)單——與風(fēng)險(xiǎn)更大、成本更高的現(xiàn)有技術(shù)相比——使其成為有希望在發(fā)展中國(guó)家使用的有力競(jìng)爭(zhēng)者，因?yàn)槟抢锏脑绠a(chǎn)兒死亡風(fēng)險(xiǎn)最大。

  Niels Rochow曾是McMaster大學(xué)的新生兒學(xué)研究員，現(xiàn)在是紐倫堡總醫(yī)院的新生兒學(xué)家，他表示：“我們的研究把自然母親作為藍(lán)圖，人工胎盤(pán)將為新生兒出生后肺功能衰竭提供溫和有效的護(hù)理。嬰兒有更好機(jī)會(huì)過(guò)上正常生活，其整個(gè)家庭都由此受益。”

  理想情況下，該設(shè)備將與仍在發(fā)展中的技術(shù)相配合，通過(guò)臍帶為早產(chǎn)兒提供營(yíng)養(yǎng)，從而替代胎盤(pán)的主要功能，使脆弱的早產(chǎn)兒能夠在子宮外安全地完成發(fā)育。

  Mohammadhossein Dabaghi在McMaster大學(xué)獲得生物醫(yī)學(xué)工程博士學(xué)位，現(xiàn)在是該大學(xué)醫(yī)學(xué)系的博士后研究員，他說(shuō)：“從很多方面來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)這種裝置似乎是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)。一種能夠在環(huán)境空氣中進(jìn)行氣體交換的無(wú)泵裝置是人們所期望的體積龐大的設(shè)備，但通過(guò)使用我們小組開(kāi)發(fā)的微加工技術(shù)，我們得以使其保持緊湊。”

  有望將來(lái)投入臨床使用

  概念驗(yàn)證研究今天發(fā)表在《高級(jí)科學(xué)》雜志上。這個(gè)由9人組成的研究小組表示，該裝置在一只新生的小豬身上起作用，使其降低的血氧水平恢復(fù)到正常水平。小豬的體重與人類嬰兒相近，生理上也非常相似。

  Selvaganapathy說(shuō)，根據(jù)的大規(guī)模動(dòng)物試驗(yàn)和監(jiān)管部門(mén)的批準(zhǔn)，這種新設(shè)備可能在未來(lái)六到八年內(nèi)投入臨床使用。

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