Konwencjonalne respiratory nie mogą usunąć dwutlenku węgla, który gromadzi się we krwi osób z przewlekłymi chorobami płuc, a problem ten często okazuje się śmiertelny. To może się zmienić dzięki nowemu urządzeniu pionierskiego start-upu biomedycznego, które działa jak maszyna do dializy nerek, usuwając nadmiar CO2 z krwi.

„W niektórych stanach chorobowych, takich jak przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP) lub mukowiscydoza, ostra retencja CO2 jest tym, co naprawdę powoduje złe wyniki”, powiedział dr Jeremy Kimmel, wiceprezes ds. nowych technologii w ALung Technologies.

Główną funkcją płuc jest wymiana gazowa, dostarczanie tlenu i usuwanie dwutlenku węgla z krwi. Kiedy wysoki poziom dwutlenku węgla jest podwyższony we krwi, może to prowadzić do niewydolności oddechowej. Objawy obejmują duszności i problemy poznawcze.

Dla Ciebie: Artificial Lungs Could Offer Real Hope to Future Transplant Patients

While clinicians can easily re-oxygenate the blood using an oxygen mask, nasal oxygen, or mechanical ventilation, that extra oxygen will not remove the excess carbon dioxide. Ponadto, podczas gdy wentylacja mechaniczna jest uważana za standard opieki w przypadku ciężkiej niewydolności oddechowej, niesie ona ze sobą znaczne ryzyko, w tym infekcji, uszkodzenia płuc lub strun głosowych i innych poważnych powikłań.

„Istnieje istotna potrzeba znalezienia sposobu na bezpieczne usunięcie CO2 z krwi i odwrócenie ostrej niewydolności oddechowej poza wentylacją” – powiedział Kimmel. Aby sprostać tej potrzebie, ALung opracował Hemolung RAS, zintegrowaną pompę krwi i wymiennik gazowy, który może zapewnić odpowiednik dializy dla układu oddechowego.

„Jest to urządzenie, które pobiera krew z organizmu, oczyszcza z CO2 i umieszcza krew z powrotem w organizmie”, powiedział. „Działa podobnie do dializy nerek, z wyjątkiem tego, że zamiast robić to dla nerek, robimy to dla płuc.”

Urządzenie składa się z trzech oddzielnych elementów – minimalnie inwazyjnego elastycznego cewnika, który zapewnia dostęp do krwi przez tętnicę szyjną lub udową, specjalnie zaprojektowanego wkładu, który działa zarówno jako pompa krwi, jak i wymiennik gazu, oraz modułu kontrolnego, który oferuje pomiar w czasie rzeczywistym usuwania CO2 i szybkości przepływu krwi. Unikalna konstrukcja wkładu promuje lepszą wydajność wymiany gazowej i zmniejsza ryzyko powstawania zakrzepów poprzez szybkie przemieszczanie krwi, powiedział Kimmel.

„Dynamika płynu urządzenia jest bardzo złożona,” powiedział. „Krew jest żywym płynem z komórkami i płytkami krwi, które robią różne rzeczy i różnie reagują na bodźce mechaniczne. Musieliśmy użyć wielu obliczeniowych symulacji dynamiki płynów, aby spojrzeć na to, jak krew płynie, obszary wysokich naprężeń ścinających, obszary stagnacji, więc mogliśmy zrozumieć podstawowe mechanizmy tego, jak urządzenie działa i jak możemy zbudować lepsze prototypy.”

ALung spędził ostatnie kilka lat na wprowadzaniu urządzenia w Europie, skupiając się na zademonstrowaniu jego skuteczności liderom myśli, którzy pomogli im zmienić sposób, w jaki pulmonolodzy myślą o leczeniu niewydolności oddechowej.

„To nie jest tylko nowa technologia, to nowa terapia, a to stanowi wyzwanie dla akceptacji”, powiedział Kimmel. „Cała koncepcja usuwania dwutlenku węgla z krwi nie jest ustalonym standardem opieki. W obecnym środowisku medycyny opartej na dowodach, musimy udowodnić lekarzom, że nasze urządzenie działa lepiej i jest bezpieczniejsze niż to, do czego są przyzwyczajeni. Dlatego też przenieśliśmy znaczną część naszej pracy na stronę nauk klinicznych, a nie komercjalizacji.”

W zeszłym roku ALung otrzymał zwolnienie z badań nad urządzeniem od Food and Drug Administration i obecnie zapisuje pacjentów do badań klinicznych w miejscach w całych Stanach Zjednoczonych. Kimmel jest optymistą, że mogą pokazać pulmonologom wartość tej nowej terapii i urządzenia, które może ją wdrożyć.

„Próbujemy zmienić sposób, w jaki leczeni są pacjenci z niewydolnością oddechową. Przez dziesięciolecia stosowano przede wszystkim respirator mechaniczny. I choć respirator ratuje ludziom życie i jest niezbędną częścią medycyny intensywnej terapii, ma wiele problemów, które mogą pogorszyć stan pacjentów” – powiedział. „Jeśli nam się powiedzie, może to otworzyć zupełnie nowy obszar medycyny, który może pomóc niewydolnym płucom bez potrzebnego wsparcia mechanicznego.”

Kayt Sukel jest niezależnym pisarzem, który koncentruje się na technologii.

Read More: Komórki macierzyste leczą uszkodzone mięśnie, robiąc to, czego nie może zrobić chirurgia

Monitoring, który nie przestraszy dzieci i może pomóc dorosłym

Nowoczesne dostarczanie przeciwciał zwalcza HIV

.