Искусственное легкое теперь помещается в рюкзаке

Несколько команд ученых работают над созданием компактного прибора, осуществляющего газообмен между внешней средой и кровью человека.

Искусственное легкое — это одно из последних разработанных устройств, которое может изменить жизнь людей с легочной недостаточностью. На сегодняшний день такие пациенты привязаны к достаточно крупным аппаратам. В отличие от них новое изобретение свободно помещается в рюкзак. Оно по-прежнему оснащено кислородным баллоном, но уже проходят тестирование прототипы, в которых эта деталь не потребуется.

Пациентов с легочной недостаточностью подключают к специальным машинам, которые прокачивают кровь через газовый обменник для поставки кислорода и удаления углекислого газа, но такое лечение ограничивает подвижность больного. Чем дольше они пребывают в постели, тем слабее становятся их мышцы и тем меньше вероятность выздоровления. Чтобы разомкнуть этот порочный круг, пациенту нужны прогулки, но из-за громоздкой аппаратуры с большим количеством длинных труб это невозможно.

Искусственные легкие могут быть отличной временной мерой для пациентов, выздоравливающих от тяжелых легочных инфекций и в период ожидания донора для пересадки легкого.

«Но сделать искусственное легкое оказалось непросто, — говорит Уильям Федершпиль из Университета Питтсбурга, — ведь этот орган отвечает за обмен газами, а искусственные технологии, близкие по эффективности, отсутствуют. Задача осложняется еще и слабостью сердечной мышцы у многих больных с легочной недостаточностью».

Устройство, разработанное командой доктора Федершпиля, объединяет в себе насос и газовый обменник. С телом прибор соединяется в области шеи при помощи короткой трубки, а благодаря маленьким размерам его можно носить в рюкзаке. Ученые уже опубликовали результаты экспериментов с четырьмя овцами, согласно показателям устройство может насыщать кровь животных кислородом в течение шести часов.

Другой вид искусственного легкого находится в стадии разработки в Университете Карнеги-Меллона, в Питтсбурге. Он предназначен для пациентов с нормально работающим миокардом и соединяется с артериями сердца. При этом трубка выходит через грудную клетку, а устройство прикрепляется к телу. Работа, результат которой еще не публиковался, показала, что три овцы из четырех, принимавших участие в эксперименте на протяжении двух недель, выжили. У четвертого животного сильно замедлилось сердцебиение, из-за чего его исключили из исследования. И это изделие, и предыдущее привязаны к кислородному баллону.

Еще одно эффективное приспособление, работающее без баллона, находится на этапе разработки. Оно пропускает кровь через чрезвычайно тонкие каналы из полимерных мембран, что дает большую площадь для газообмена. Кроме того, трубки имитируют давление на клетки крови, создаваемое капиллярами естественных легких, что положительно сказывается на их здоровье. Миниатюрная версия устройства уже проходит тестирование на крысах.

Разработчики искренне надеются, что приборы помогут улучшить прогноз для жизни и здоровья больных с тяжелой легочной патологией и сократят реабилитационный период после инфекционных заболеваний.