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

  研究小組已經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

  該裝置設計用于連接新生兒臍帶，利用心臟現有的能量驅動血液通過結構類似肺臟內層的細膜通道，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節(jié)氧氣的供應。

  新的人工肺能夠模擬宮內供應

  獨立呼吸對早產兒的生存是一個特別的障礙，因為許多早產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，我們的設備將使新生兒護理人員能夠模擬宮內供應。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、成本更高的現有技術相比——使其成為有希望在發(fā)展中國家使用的有力競爭者，因為那里的早產兒死亡風險最大。

  Niels Rochow曾是McMaster大學的新生兒學研究員，現在是紐倫堡總醫(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，該設備將與仍在發(fā)展中的技術相配合，通過臍帶為早產兒提供營養(yǎng)，從而替代胎盤的主要功能，使脆弱的早產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。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備，但通過使用我們小組開發(fā)的微加工技術，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，根據的大規(guī)模動物試驗和監(jiān)管部門的批準，這種新設備可能在未來六到八年內投入臨床使用。

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