Разработан имплантируемый «вентилятор», который помогает дышать

Инженеры разработали роботизированный имплант для искусственной вентиляции легких (ИВЛ).

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали мягкий, роботизированный и имплантируемый аппарат для ИВЛ. Прибор на основе двух мягких трубок работает как искусственные мышцы и усиливает движения диафрагмы. В результате пациент с имплантом может «дышать полной грудью».

Основа устройства — это мягкие трубки, напоминающие баллоны. Они имплантируются под диафрагму — куполообразную мышцу, расположенную в грудной полости, движения которой обеспечивают нормальное дыхание. Трубки устанавливаются поперек диафрагмы и прикрепляются к грудной клетке по обе стороны от этой мышцы.

При накачивании внешним насосом трубки действуют как искусственные мышцы, нажимая на диафрагму и помогая легким расширяться. При этом трубки можно надувать с частотой, соответствующей естественному ритму диафрагмы. 

Имплантируемый ИВЛ. Изображение: M. Scott Brauer, MIT

Авторы работы отмечают, что такая система больше соответствует естественному дыханию, чем традиционные аппараты ИВЛ. Они создают положительное давление, при котором воздух проталкивается через центральные дыхательные пути пациента и нагнетается в легких. Диафрагма, напротив, создает отрицательное давление. Когда мышца сокращается и толкается вниз, она формирует «вакуум», в который втягивается воздух.

Исследователи протестировали систему на свиньях под наркозом, имплантировав трубки поверх диафрагмы животных и хирургическим путем прикрепив концы трубок к ребрам на обоих концах мышцы. Они контролировали уровень кислорода у животных и наблюдали за работой их диафрагмы с помощью ультразвукового изображения.

Схема работы и установки устройства. Изображение: Lucy Hu et al., Nature Biomedical Engineering

Исследователи установили, что имплантируемый аппарат ИВЛ увеличивает дыхательный объем свиней или количество воздуха, которое легкие могут втягивать при каждом вдохе. Наиболее значительное улучшение наблюдалось в случаях, когда сокращения диафрагмы и искусственных мышц были синхронизированы. В этих случаях вентилятор помогал диафрагме втянуть в три раза больше воздуха.

Разработчики полагают, что аппарат найдет широкое применение прежде всего для поддержки качества жизни людей с хронической дисфункцией диафрагмы, возникающей у людей с БАС, мышечной дистрофией и другими нервно-мышечными заболеваниями.


Читать далее:

Ученые из зоны вечной мерзлоты: как они разрабатывают умную одежду и вакцину против рака

Ученые «обманули» время и отправили фотон в прошлое: как этот прорыв изменит физику

10 научных фактов, которые оказались фейками. Карточки

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Китайские ученые превратили мох в губку, которая впитывает нефть
Наука
Университет Иннополис запускает бесплатные экскурсии в Центр робототехники
Иннополис
Интерактивная карта клетки человека раскрывает тайны детского рака костей
Наука
«Уэбб» раскрыл детали космической катастрофы: как звезда поглотила планету
Космос
Российский госсектор потратил 2,4 млрд рублей за год на оборудование для ИИ
Новости
Китайская компания анонсировала первый матч по боксу между роботами
Новости
Эта черная дыра «проснулась» настолько голодной, что нарушила все модели ученых
Космос
Мошенники начали использовать схему с домофоном, чтобы красть деньги с банковских карт
Новости
Галактика-соседка Млечного Пути начинает разрушаться: что происходит
Космос
Россиян поздравили с Днем космонавтики прямо с МКС
Космос
Разработаны «бактерии-шпионы»: они посылают сигнал, заметный с высоты
Наука
Ученые разработали «плащ-невидимку» для нейронов для лечения Паркинсона
Наука
В России разработали проект строительства атомной электростанции на Луне
Космос
Пробуждение гиганта: яркие вспышки наблюдали у проснувшейся черной дыры
Космос
В ИТМО придумали, как «продлить жизнь» ракового белка для тестирования лекарств
Наука
Создана карта полумиллиарда нейронных связей, которые позволяют мышам видеть
Наука
Ученые из Яндекса и MIT придумали, как запускать LLM на ноутбуках и смартфонах
Новости
Облачную платформу для квантовых вычислений создали в Университете Иннополис
Новости
Эйнштейн ошибся: возможно, пространства-времени вообще не существует
Космос
Тестовый снимок «Гершель» показал скрытые галактики во Вселенной
Космос