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
Хирурги впервые удалили опухоль позвоночника через глазницу
Наука
Не только в небе: птерозавры ходили бок о бок с динозаврами, выяснили ученые
Наука
Синтезирована молекула, «которая может заменить кремний в микроэлектронике»
Наука
Меньше вспышек, больше бурь: ученые рассказали об активности Солнца в первые месяцы года
Космос
Находка на Кавказе опровергает теории о примитивности неандертальцев
Наука
Астрономы раскрыли тайну магнитаров: эти звезды заполняют Вселенную золотом
Космос
Антидот от 13 ядовитых змей получили из крови донора, которого укусили 856 раз
Наука
Телескоп «Чандра» наблюдал причину «перелома кости» в центре Млечного Пути
Космос
Оптический транзистор разогнали до 240 ГГц: это основа для компьютеров нового поколения
Новости
Google бросает вызов ChatGPT: в поисковике появилась вкладка с ИИ
Новости
Посмотрите, как рождаются планеты: опубликованы самые четкие изображения в истории
Космос
Рыбы в виртуальной реальности обучают роботов двигаться косяками
Новости
У мертвой звезды нашли самую холодную из известных планет
Космос
После обновления ChatGPT стал подхалимом: OpenAI объяснила, что случилось
Новости
«Википедия» внедрит ИИ: это будет работать и что станет с редакторами
Новости
Поднимет и авианосец: для реактора ИТЭР сделали мощнейший магнит в мире
Наука
Посмотрите на маневренный дрон с крыльями, как у белки-летяги
Новости
Недалеко от Земли нашли странную группу молодых звезд, стремящихся разлететься в разные стороны
Космос
Летучие мыши учатся подслушивать за сексом лягушек, чтобы выбрать добычу
Наука
В МФТИ разработана технология для создания долговечной памяти электронных устройств
Наука