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
Посмотрите на фото северного сияния в 150 мегапикселей
Космос
Посмотрите на крошечную луну Юпитера: обычно ее не разглядеть
Космос
Ученые создали робота, который двигается, как улитка
Новости
Стартовал прием заявок на студкемп Яндекса по математике в ИИ
Новости
Супер-ИИ для учебы и поддержки, нейросеть для творчества, поиск по видео и мощный процессор — главное с Google I/O
Кейсы
По соседству с нашей галактикой нашли три старейшие звезды: откуда они появились
Космос
Посмотрите на астероид, который пролетел очень близко к Земле
Космос
Рядом с нами нашли планету размером с Землю: год там длится 17 часов
Космос
Загадочную аномалию нашли у пирамид Гизы: ученые не знают, что это
Наука
Минздрав уточнил информацию о «запрещенных» для водителей препаратах
Наука
Второй суперкомпьютер преодолел экзофлопсный барьер
Новости
Вулканический пепел предложили использовать для хранения солнечной энергии
Наука
Квадрокоптер установил мировой рекорд: он разогнался до 480 км/ч
Новости
Созданы умные контактные линзы для взаимодействия с компьютером
Новости
На Солнце произошла самая мощная вспышка почти за 20 лет
Космос
Google дополнит привычный поиск в сети ответами искусственного интеллекта
Новости
Посмотрите на огромную плотину из космоса
Космос
Свидания будут назначать ИИ-свахи: функцию уже тестируют
Новости
Обновленная GPT4o: чем она отличается от остальных, какие функции и как работает
Кейсы
В MIT дали ИИ возможность «думать, как люди»
Новости