McMaster大學的研究人員開發(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)備可以通過承擔胎盤的部分作用來拯救許多生命，并防止災(zāi)難性的損害，直到嬰兒能夠獨立呼吸。

  新的人工肺工作原理

  “這項技術(shù)雖然制作復雜，但使用起來卻很簡單，它將帶來新局面，使越來越多的嬰兒能夠得到拯救，這正是我們的動力。”

  Ravi Selvaganapathy，McMaster機械和生物醫(yī)學工程教授，加拿大生物微流體學研究主席

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

  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散。嬰兒自己的心臟以一定的頻率跳動以調(diào)節(jié)氧氣的供應(yīng)。

  新的人工肺能夠模擬宮內(nèi)供應(yīng)

  獨立呼吸對早產(chǎn)兒的生存是一個特別的障礙，因為許多早產(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，因為他們無法獨自吸收足夠的氧氣。

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

  “當這種過渡由于疾病或不成熟而受到干擾時，我們的設(shè)備將使新生兒護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，改善有生命危險的出生后肺衰竭的早產(chǎn)兒和足月新生兒的長期健康狀況。”

  新的人工肺裝置的前景

  雖然人工肺的設(shè)計很復雜，但這種裝置本身沒有外部電源就可以工作，而且部署起來也很簡單——與風險更大、成本更高的現(xiàn)有技術(shù)相比——使其成為有希望在發(fā)展中國家使用的有力競爭者，因為那里的早產(chǎn)兒死亡風險最大。

  Niels Rochow曾是McMaster大學的新生兒學研究員，現(xiàn)在是紐倫堡總醫(yī)院的新生兒學家，他表示：“我們的研究把自然母親作為藍圖，人工胎盤將為新生兒出生后肺功能衰竭提供溫和有效的護理。嬰兒有更好機會過上正常生活，其整個家庭都由此受益。”

  理想情況下，該設(shè)備將與仍在發(fā)展中的技術(shù)相配合，通過臍帶為早產(chǎn)兒提供營養(yǎng)，從而替代胎盤的主要功能，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大學獲得生物醫(yī)學工程博士學位，現(xiàn)在是該大學醫(yī)學系的博士后研究員，他說：“從很多方面來說，開發(fā)這種裝置似乎是一項不可能完成的任務(wù)。一種能夠在環(huán)境空氣中進行氣體交換的無泵裝置是人們所期望的體積龐大的設(shè)備，但通過使用我們小組開發(fā)的微加工技術(shù)，我們得以使其保持緊湊。”

  有望將來投入臨床使用

  概念驗證研究今天發(fā)表在《高級科學》雜志上。這個由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，根據(jù)的大規(guī)模動物試驗和監(jiān)管部門的批準，這種新設(shè)備可能在未來六到八年內(nèi)投入臨床使用。

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