Konventionelle åndedrætsværn kan ikke fjerne den kuldioxid, der ophobes i blodet hos mennesker med kroniske lungesygdomme, et problem, der ofte viser sig at være dødeligt. Det kan ændre sig med et nyt apparat fra en banebrydende biomedicinsk nystartet virksomhed, der fungerer som en nyredialysemaskine til at fjerne overskydende CO2 fra blodet.

“Ved visse sygdomstilstande som kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL) eller cystisk fibrose er det den akutte tilbageholdelse af CO2, der virkelig forårsager de dårlige resultater,” siger Jeremy Kimmel, ph.d., vicepræsident for ny teknologi hos ALung Technologies.

Lungernes hovedfunktion er gasudveksling, at levere ilt og fjerne kuldioxid fra blodet. Når høje niveauer af kuldioxid er forhøjet i blodet, kan det føre til åndedrætsbesvær. Symptomerne omfatter åndenød og kognitive problemer.

For dig: Kunstige lunger kan give fremtidigt håb til fremtidige transplantationspatienter

Selv om klinikere let kan genoplive blodet med iltmaske, nasal ilt eller mekanisk ventilation, vil den ekstra ilt ikke fjerne den overskydende kuldioxid. Desuden er mekanisk ventilation, selv om den betragtes som standardbehandling ved alvorligt åndedrætssvigt, forbundet med betydelige risici, herunder infektioner, skader på lunger eller stemmebånd og andre alvorlige komplikationer.

“Der er et betydeligt behov for at finde en måde at fjerne CO2 fra blodet på en sikker måde og vende akut åndedrætssvigt ud over ventilation”, sagde Kimmel. For at opfylde dette behov har ALung udviklet Hemolung RAS, en integreret blodpumpe og gasudveksler, der kan give det samme som dialyse for åndedrætssystemet. “Det er en anordning, der tager blodet ud af kroppen, skrubber CO2’en og sætter blodet tilbage i kroppen,” sagde han. “Det fungerer på samme måde som nyredialyse, bortset fra at vi i stedet for at gøre det for nyrerne gør det for lungerne.”

Anordningen består af tre diskrete komponenter – et minimalt invasivt fleksibelt kateter, der får adgang til blodet gennem hals- eller lårarterien, en specialdesignet patron, der fungerer som både en blodpumpe og en gasudveksler, og et kontrolmodul, der giver mulighed for måling i realtid af CO2-fjernelse og blodgennemstrømningshastighed. Patronens unikke design fremmer en forbedret gasudvekslingseffektivitet og reducerer risikoen for blodpropper ved at flytte blodet hurtigt, sagde Kimmel.

“Enhedens væskedynamik er meget kompleks”, sagde han. “Blod er en levende væske med celler og trombocytter, der alle gør forskellige ting og reagerer forskelligt på mekaniske stimuli. Vi var nødt til at bruge en masse beregningsmæssige væskedynamiske simuleringer for at se på, hvordan blodet flyder, områder med høje forskydningsspændinger, områder med stagnation, så vi kunne forstå de grundlæggende mekanismer for, hvordan enheden fungerer, og hvordan vi kan bygge bedre prototyper.”

ALung tilbragte de sidste par år med at opstille apparatet i Europa og fokuserede på at demonstrere dets effektivitet over for tænkende ledere, som hjalp dem med at ændre den måde, lungelæger tænker på behandling af åndedrætsinsufficiens.

“Dette er ikke bare en ny teknologi, det er en ny terapi, og det er en udfordring for accept,” sagde Kimmel. “Hele konceptet med at fjerne kuldioxid fra blodet er ikke den etablerede standard for behandling. I det nuværende miljø med evidensbaseret medicin er vi nødt til at bevise over for lægerne, at vores apparat fungerer bedre og er mere sikkert end det, de er vant til at gøre. Og derfor har vi flyttet en stor del af vores arbejde til den kliniske videnskabsside snarere end til kommercialiseringssiden.”

Sidste år modtog ALung en dispensation for forsøgsapparat fra Food and Drug Administration og er i øjeblikket i gang med at rekruttere patienter til en klinisk undersøgelse på steder rundt om i USA. Kimmel er optimistisk med hensyn til, at de kan vise lungelægerne værdien af denne nye behandling og det apparat, der kan gennemføre den.

“Vi forsøger at ændre den måde, hvorpå patienter med respirationssvigt behandles. I årtier har den mekaniske respirator været den vigtigste støtte. Og selv om respiratoren redder folks liv og er en nødvendig del af intensivmedicinen, har den mange problemer, som kan gøre patienterne værre”, sagde han. “Hvis det lykkes os, kan dette åbne op for et helt nyt område inden for medicin, der kan hjælpe svigtende lunger uden den nødvendige mekaniske støtte.”

Kayt Sukel er en uafhængig skribent, der fokuserer på teknologi.

Læs mere: Stamceller helbreder beskadigede muskler og gør, hvad kirurgi ikke kan

En MRT, der ikke vil skræmme børn og kunne hjælpe voksne

Ny levering af antistoffer bekæmper HIV