Pulmones artificiales. Los científicos han creado un pulmón artificial. Técnica de ventilación pulmonar artificial

Contenido

Si se altera la respiración, el paciente recibe ventilación artificial o ventilación mecánica. Se utiliza como soporte vital cuando el paciente no puede respirar por sí mismo o cuando se acuesta en la mesa de operaciones bajo anestesia que provoca la falta de oxígeno. Hay varios tipos de ventilación mecánica, desde el manual simple hasta el hardware. Casi cualquiera puede manejar el primero, el segundo requiere una comprensión del dispositivo y las reglas para el uso de equipos médicos.

¿Qué es la ventilación pulmonar artificial?

En medicina, se entiende por ventilación mecánica la insuflación artificial de aire en los pulmones para garantizar el intercambio de gases entre el medio ambiente y los alvéolos. La ventilación artificial se puede utilizar como medida de reanimación cuando una persona tiene graves violaciones de la respiración espontánea, o como medio de protección contra la falta de oxígeno. Esta última condición ocurre durante la anestesia o enfermedades de naturaleza espontánea.

Las formas de ventilación artificial son el hardware y la directa. El primero utiliza una mezcla de gases para respirar, que una máquina bombea a los pulmones a través de un tubo endotraqueal. Directo implica la contracción rítmica y el aflojamiento de los pulmones para asegurar la inhalación-exhalación pasiva sin el uso de un dispositivo. Si se aplica un "pulmón eléctrico", los músculos son estimulados por el impulso.

Indicaciones para IVL

Para llevar a cabo la ventilación artificial y mantener el funcionamiento normal de los pulmones, existen indicaciones:

cese repentino de la circulación sanguínea;
asfixia mecánica de la respiración;
lesiones del tórax, cerebro;
envenenamiento agudo;
una fuerte disminución de la presión arterial;
shock cardiogénico;
ataque de asma.

Después de la operación

El tubo endotraqueal del ventilador se inserta en los pulmones del paciente en el quirófano o después de su entrega a la unidad de cuidados intensivos o a la sala para monitorear el estado del paciente después de la anestesia. Las metas y objetivos de la necesidad de ventilación mecánica después de la cirugía son:

exclusión de expectoración de esputo y secreciones de los pulmones, lo que reduce la frecuencia de complicaciones infecciosas;
reduciendo la necesidad de soporte del sistema cardiovascular, reduciendo el riesgo de trombosis venosa profunda inferior;
crear condiciones para la alimentación a través de un tubo para reducir la frecuencia de molestias gastrointestinales y devolver el peristaltismo normal;
reducción del efecto negativo sobre los músculos esqueléticos después de la acción prolongada de los anestésicos;
normalización rápida de las funciones mentales, normalización del estado de sueño y vigilia.

con neumonía

Si el paciente desarrolla neumonía grave, esto conduce rápidamente al desarrollo de insuficiencia respiratoria aguda. Las indicaciones para el uso de ventilación artificial en esta enfermedad son:

trastornos de la conciencia y la psique;
bajar la presión arterial a un nivel crítico;
respiración intermitente más de 40 veces por minuto.

La ventilación artificial se lleva a cabo en las primeras etapas del desarrollo de la enfermedad para aumentar la eficiencia del trabajo y reducir el riesgo de muerte. IVL dura 10-14 días, 3-4 horas después de la inserción del tubo, se realiza una traqueotomía. Si la neumonía es masiva se realiza con presión positiva al final de la espiración (PEEP) para una mejor distribución pulmonar y reducción del shunt venoso. Junto con la intervención de la ventilación mecánica, se lleva a cabo una terapia antibiótica intensiva.

con un golpe

La conexión de ventilación mecánica en el tratamiento del ictus se considera una medida de rehabilitación para el paciente y se prescribe para indicaciones:

hemorragia interna;
daño pulmonar;
patología en el campo de la función respiratoria;
coma.

Durante un ataque isquémico o hemorrágico, se observa dificultad para respirar, que es restablecida por un ventilador para normalizar las funciones cerebrales perdidas y proporcionar a las células una cantidad suficiente de oxígeno. Le pusieron pulmones artificiales para un derrame cerebral hasta por dos semanas. Durante este tiempo, pasa un cambio en el período agudo de la enfermedad, disminuye la hinchazón del cerebro. Si es posible, deshágase del ventilador lo antes posible.

Tipos de IVL

Los métodos modernos de ventilación artificial se dividen en dos grupos condicionales. Los simples se usan en casos de emergencia y los de hardware, en un entorno hospitalario. El primero se puede usar si una persona no tiene respiración independiente, tiene un desarrollo agudo de alteración del ritmo respiratorio o un régimen patológico. Los métodos simples incluyen:

boca a boca o boca a nariz- la cabeza de la víctima se echa hacia atrás al nivel máximo, se abre la entrada a la laringe, se desplaza la raíz de la lengua. La persona que realiza el procedimiento se para a un lado, comprime las alas de la nariz del paciente con la mano, inclina la cabeza hacia atrás y sostiene la boca con la otra mano. Tomando una respiración profunda, el socorrista presiona sus labios con fuerza contra la boca o la nariz del paciente y exhala fuertemente con energía. El paciente debe exhalar debido a la elasticidad de los pulmones y el esternón. Realice simultáneamente un masaje cardíaco.
Uso de bolsa S-duct o Reuben. Antes de usar, el paciente debe despejar las vías respiratorias y luego presionar la máscara con fuerza.

Modos de ventilación en cuidados intensivos

El aparato de respiración artificial se utiliza en cuidados intensivos y se refiere al método mecánico de ventilación. Consiste en un respirador y un tubo endotraqueal o cánula de traqueotomía. Para un adulto y un niño, se utilizan diferentes dispositivos, que difieren en el tamaño del dispositivo que se inserta y en la frecuencia respiratoria ajustable. La ventilación por hardware se realiza en modo de alta frecuencia (más de 60 ciclos por minuto) con el fin de reducir el volumen respiratorio, reducir la presión en los pulmones, adaptar al paciente al respirador y facilitar el flujo de sangre al corazón.

Métodos

La ventilación artificial de alta frecuencia se divide en tres métodos utilizados por los médicos modernos:

volumétrico- caracterizado por una frecuencia respiratoria de 80-100 por minuto;
oscilatorio– 600-3600 por minuto con vibración de flujo continuo o intermitente;
chorro- 100-300 por minuto, es el más popular, con él se inyecta oxígeno o una mezcla de gases a presión en las vías respiratorias mediante una aguja o un catéter delgado, otras opciones son un tubo endotraqueal, traqueotomía, un catéter por la nariz o piel.

Además de los métodos considerados, que difieren en la frecuencia de la respiración, los modos de ventilación se distinguen según el tipo de aparato utilizado:

Auto- la respiración del paciente está completamente suprimida por preparaciones farmacológicas. El paciente respira completamente con compresión.
Auxiliar- se preserva la respiración de la persona, y se suministra el gas al intentar respirar.
periódico forzado- utilizado al pasar de la ventilación mecánica a la respiración espontánea. Una disminución gradual en la frecuencia de las respiraciones artificiales obliga al paciente a respirar por sí mismo.
con PEEP- con él, la presión intrapulmonar permanece positiva en relación con la presión atmosférica. Esto le permite distribuir mejor el aire en los pulmones, eliminar la hinchazón.
Estimulación eléctrica del diafragma- se realiza a través de electrodos de aguja externos, que irritan los nervios del diafragma y hacen que se contraiga rítmicamente.

Ventilador

En el modo de reanimación o sala de postoperatorio, se utiliza un ventilador. Este equipo médico es necesario para suministrar una mezcla gaseosa de oxígeno y aire seco a los pulmones. El modo forzado se usa para saturar las células y la sangre con oxígeno y eliminar el dióxido de carbono del cuerpo. Cuantos tipos de ventiladores:

por tipo de equipo utilizado- tubo endotraqueal, máscara;
según el algoritmo de trabajo aplicado- manual, mecánica, con ventilación pulmonar neurocontrolada;
por edad- para niños, adultos, recién nacidos;
en coche– neumomecánico, electrónico, manual;
con cita- general, especial;
por campo aplicado– unidad de cuidados intensivos, reanimación, departamento de postoperatorio, anestesiología, recién nacidos.

Técnica de ventilación pulmonar artificial

Los médicos usan ventiladores para realizar la ventilación artificial. Después de examinar al paciente, el médico establece la frecuencia y la profundidad de las respiraciones, selecciona la mezcla de gases. Los gases para la respiración constante se suministran a través de una manguera conectada al tubo endotraqueal, el dispositivo regula y controla la composición de la mezcla. Si se usa una máscara que cubre la nariz y la boca, el dispositivo está equipado con un sistema de alarma que notifica una violación del proceso de respiración. Con ventilación prolongada, el tubo endotraqueal se inserta en el orificio a través de la pared anterior de la tráquea.

Problemas durante la ventilación mecánica

Después de instalar el ventilador y durante su funcionamiento, pueden surgir problemas:

La presencia de la lucha del paciente con el ventilador.. Para la corrección, se elimina la hipoxia, se verifica la posición del tubo endotraqueal insertado y el equipo en sí.
Desincronización con respirador. Conduce a una caída en el volumen corriente, ventilación inadecuada. Las causas son tos, contención de la respiración, patología pulmonar, espasmos en los bronquios, aparatos mal instalados.
Presión alta en las vías respiratorias. Las razones son: violación de la integridad del tubo, broncoespasmo, edema pulmonar, hipoxia.

Destete de la ventilación mecánica

El uso de ventilación mecánica puede estar acompañado de lesiones por hipertensión arterial, neumonía, disminución de la función cardíaca y otras complicaciones. Por ello, es importante suspender la ventilación artificial lo antes posible, teniendo en cuenta la situación clínica. La indicación para el destete es la dinámica positiva de recuperación con indicadores:

restauración de la respiración con una frecuencia de menos de 35 por minuto;
la ventilación por minuto disminuyó a 10 ml/kg o menos;
el paciente no tiene fiebre ni infección, apnea;
los hemogramas son estables.

Antes del destete del respirador, se verifican los restos del bloqueo muscular y la dosis de sedantes se reduce al mínimo. Existen los siguientes modos de destete de la ventilación artificial.

El hecho de que respirar aire en los pulmones puede revivir a una persona se conoce desde la antigüedad, pero los dispositivos auxiliares para esto comenzaron a producirse solo en la Edad Media. En 1530, Paracelso utilizó por primera vez un conducto de aire de boca con fuelles de cuero diseñado para avivar el fuego en una chimenea. Después de 13 años, Vezaleus publicó el trabajo “Sobre la estructura del cuerpo humano”, en el que fundamentaba los beneficios de la ventilación a través del tubo insertado en la tráquea. Y en 2013, los investigadores de la Universidad Case Western Reserve crearon un prototipo de pulmón artificial. El dispositivo utiliza aire atmosférico purificado y no necesita oxígeno concentrado. El dispositivo tiene una estructura similar a un pulmón humano con capilares y alvéolos de silicona y funciona con una bomba mecánica. Los tubos de biopolímero imitan la ramificación de los bronquios en bronquiolos. En el futuro, está previsto mejorar el aparato con referencia a las contracciones del miocardio. Es probable que un dispositivo móvil reemplace un ventilador de transporte.

Las dimensiones del pulmón artificial son de hasta 15x15x10 centímetros, quieren acercar sus dimensiones lo más posible al órgano humano. La enorme área de la membrana de difusión de gas aumenta de 3 a 5 veces la eficiencia del intercambio de oxígeno.

Si bien el dispositivo se prueba en cerdos, las pruebas ya han demostrado su eficacia en la insuficiencia respiratoria. La introducción de un pulmón artificial ayudará a abandonar los ventiladores de transporte más masivos que funcionan con cilindros de oxígeno explosivos.

El pulmón artificial permite la activación de un paciente confinado a un resucitador montado en la cama o un ventilador de transporte. Y con la activación, aumentan las posibilidades de recuperación y el estado psicológico.

Los pacientes que esperan un trasplante de pulmón de un donante generalmente deben permanecer en el hospital durante bastante tiempo con una máquina de oxígeno artificial, con la que solo puede acostarse en una cama y ver cómo la máquina respira por usted.

El proyecto de un pulmón artificial con capacidad de insuficiencia respiratoria protésica brinda a estos pacientes la posibilidad de una pronta recuperación.

El kit de pulmón artificial portátil incluye el propio pulmón y una bomba de sangre. El trabajo autónomo está diseñado para un máximo de tres meses. El pequeño tamaño del dispositivo le permite reemplazar el ventilador de transporte de los servicios médicos de emergencia.

El trabajo del pulmón se basa en una bomba portátil que enriquece la sangre con gases de aire.

Algunas personas (especialmente los recién nacidos) no necesitan oxígeno de alta concentración a largo plazo debido a sus propiedades oxidantes.

Otro análogo no estándar de la ventilación mecánica utilizada para la lesión de la médula espinal alta es la estimulación eléctrica transcutánea de los nervios frénicos ("estimulación frénico"). Se desarrolló un masaje pulmonar transpleural según V.P. Smolnikov: la creación de un estado de neumotórax pulsátil en las cavidades pleurales.

Los pulmones artificiales, lo suficientemente compactos como para llevarlos en una mochila normal, ya se han probado con éxito en animales. Dichos dispositivos pueden hacer que la vida de aquellas personas cuyos propios pulmones no funcionen correctamente por cualquier motivo sea mucho más cómoda. Hasta ahora, se han utilizado equipos muy voluminosos para estos fines, pero un nuevo dispositivo que los científicos están desarrollando en este momento puede cambiar esto de una vez por todas.

Una persona cuyos pulmones no pueden realizar su función principal, por regla general, se unen a máquinas que bombean su sangre a través de un intercambiador de gases, enriqueciéndola con oxígeno y extrayéndola de dióxido de carbono. Por supuesto, durante este proceso, la persona se ve obligada a acostarse en una cama o sofá. Y cuanto más tiempo se acuestan, más débiles se vuelven sus músculos, lo que hace que la recuperación sea poco probable. Es con el fin de hacer que los pacientes se muevan que se han desarrollado pulmones artificiales compactos. El problema cobró especial relevancia en 2009, cuando se produjo un brote de gripe porcina, a raíz del cual muchos de los enfermos perdieron los pulmones.

Los pulmones artificiales no solo pueden ayudar a los pacientes a recuperarse de ciertas infecciones pulmonares, sino que también permiten que los pacientes esperen los pulmones de un donante adecuado para el trasplante. Como saben, la cola a veces puede extenderse durante muchos años. La situación se complica por el hecho de que en las personas con insuficiencia pulmonar, por regla general, el corazón, que tiene que bombear la sangre, también está muy debilitado.

“Crear pulmones artificiales es una tarea mucho más difícil que diseñar un corazón artificial. El corazón simplemente bombea sangre, mientras que los pulmones son una red compleja de alvioli, dentro de los cuales tiene lugar el proceso de intercambio de gases. Hasta la fecha, no existe ninguna tecnología que pueda siquiera acercarse a la eficiencia de los pulmones reales”, dice William Federspiel, de la Universidad de Pittsburgh.

El equipo de William Federspiel ha desarrollado un pulmón artificial que incluye una bomba (que sostiene el corazón) y un intercambiador de gases, pero el dispositivo es tan compacto que cabe fácilmente en una bolsa o mochila pequeña. El dispositivo está conectado a tubos conectados al sistema circulatorio humano, enriqueciendo efectivamente la sangre con oxígeno y eliminando el exceso de dióxido de carbono. Este mes, se completaron con éxito las pruebas del dispositivo en cuatro ovejas experimentales, durante las cuales la sangre de los animales se saturó con oxígeno durante diferentes períodos de tiempo. Por lo tanto, los científicos llevaron gradualmente el tiempo de funcionamiento continuo del dispositivo a cinco días.

Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon de Pittsburgh están desarrollando un modelo alternativo de pulmones artificiales. Este dispositivo está destinado principalmente a aquellos pacientes cuyo corazón está lo suficientemente sano como para bombear sangre de forma independiente a través de un órgano artificial externo. El dispositivo se conecta de la misma manera a tubos que se conectan directamente al corazón humano, luego de lo cual se sujeta al cuerpo con correas. Hasta ahora, ambos dispositivos necesitan una fuente de oxígeno, es decir, un cilindro portátil adicional. Por otro lado, en este momento, los científicos están tratando de resolver este problema y tienen bastante éxito.

En este momento, los investigadores están probando un prototipo de pulmón artificial que ya no necesita un tanque de oxígeno. Según el comunicado oficial, la nueva generación del dispositivo será aún más compacta y se liberará oxígeno del aire circundante. El prototipo se está probando actualmente en ratas de laboratorio y está mostrando resultados realmente impresionantes. El secreto del nuevo modelo de pulmones artificiales radica en el uso de túbulos ultrafinos (de sólo 20 micrómetros) fabricados con membranas poliméricas, que aumentan significativamente la superficie de intercambio gaseoso.

La tecnología médica moderna le permite reemplazar órganos humanos total o parcialmente enfermos. Un marcapasos electrónico, un amplificador de sonido para personas sordas, una lente de plástico especial: estos son solo algunos ejemplos del uso de la tecnología en la medicina. Las bioprótesis impulsadas por fuentes de alimentación en miniatura que responden a biocorrientes en el cuerpo humano también se están generalizando.

Durante las operaciones más complejas realizadas en el corazón, los pulmones o los riñones, el “Aparato Circulatorio Artificial”, el “Pulmón Artificial”, el “Corazón Artificial”, el “Riñón Artificial” proporcionan una ayuda inestimable a los médicos, que asumen las funciones del órganos operados, permiten por un tiempo suspender su trabajo.

El "pulmón artificial" es una bomba pulsante que suministra aire en porciones a una frecuencia de 40 a 50 veces por minuto. Un pistón ordinario no es adecuado para esto: las partículas del material de sus partes de fricción o un sello pueden ingresar al flujo de aire. Aquí y en otros dispositivos similares, se utilizan fuelles de metal corrugado o plástico: fuelles. Purificado y llevado a la temperatura requerida, el aire se suministra directamente a los bronquios.

La “máquina corazón-pulmón” es similar. Sus mangueras están conectadas quirúrgicamente a los vasos sanguíneos.

El primer intento de reemplazar la función del corazón con un análogo mecánico se hizo ya en 1812. Sin embargo, hasta ahora, entre los muchos dispositivos fabricados, no hay médicos completamente satisfactorios.

Los científicos y diseñadores nacionales han desarrollado una serie de modelos bajo el nombre general de "Búsqueda". Se trata de una prótesis ventricular tipo saco de cuatro cámaras diseñada para su implantación en posición ortotópica.

El modelo distingue entre las mitades izquierda y derecha, cada una de las cuales consta de un ventrículo artificial y una aurícula artificial.

Los elementos constitutivos del ventrículo artificial son: cuerpo, cámara de trabajo, válvulas de entrada y salida. La carcasa del ventrículo está hecha de caucho de silicona por capas. La matriz se sumerge en un polímero líquido, se retira y se seca, y así sucesivamente una y otra vez, hasta que se crea una carne de corazón de varias capas en la superficie de la matriz.

La cámara de trabajo tiene una forma similar al cuerpo. Estaba hecho de caucho de látex y luego de silicona. La característica de diseño de la cámara de trabajo es un grosor de pared diferente, en el que se distinguen las secciones activas y pasivas. El diseño está diseñado de tal manera que incluso con la tensión total de las secciones activas, las paredes opuestas de la superficie de trabajo de la cámara no se tocan entre sí, lo que elimina la lesión de las células sanguíneas.

El diseñador ruso Alexander Drobyshev, a pesar de todas las dificultades, continúa creando nuevos diseños modernos de Poisk que serán mucho más baratos que los modelos extranjeros.

Uno de los mejores sistemas extranjeros para hoy "Corazón artificial" "Novacor" cuesta 400 mil dólares. Con ella, puedes esperar en casa una operación durante todo un año.

Hay dos ventrículos de plástico en el caso de "Novakor". En un carro separado hay un servicio externo: una computadora de control, un monitor de control, que permanece en la clínica frente a los médicos. En casa con el paciente: una fuente de alimentación, baterías recargables, que se reemplazan y recargan desde la red. La tarea del paciente es seguir el indicador verde de las lámparas que muestran la carga de las baterías.

Los dispositivos "Riñones artificiales" han estado funcionando durante bastante tiempo y los médicos los utilizan con éxito.

Ya en 1837, mientras estudiaba los procesos de movimiento de soluciones a través de membranas semipermeables, T. Grechen fue el primero en usar y poner en uso el término "diálisis" (del griego diálisis - separación). Pero solo en 1912, sobre la base de este método, se construyó un aparato en los Estados Unidos, con la ayuda de los cuales sus autores llevaron a cabo la eliminación de salicilatos de la sangre de animales en un experimento. En el dispositivo, al que llamaron "riñón artificial", se utilizaron tubos de colodión a modo de membrana semipermeable, a través de los cuales fluía la sangre del animal, y por fuera se lavaban con una solución isotónica de cloruro de sodio. Sin embargo, el colodión utilizado por J. Abel resultó ser un material bastante frágil, y posteriormente otros autores probaron otros materiales para la diálisis, como intestinos de pájaros, vejiga natatoria de peces, peritoneo de terneros, caña y papel. .

Para prevenir la coagulación de la sangre, se utilizó hirudina, un polipéptido contenido en la secreción de las glándulas salivales de una sanguijuela medicinal. Estos dos descubrimientos fueron el prototipo de todos los desarrollos posteriores en el campo de la limpieza extrarrenal.

Cualesquiera que sean las mejoras en esta área, el principio sigue siendo el mismo. En cualquier variante, el "riñón artificial" incluye los siguientes elementos: una membrana semipermeable, en un lado del cual fluye la sangre, y en el otro lado, una solución salina. Para prevenir la coagulación de la sangre, se usan anticoagulantes, sustancias medicinales que reducen la coagulación de la sangre. En este caso, se igualan las concentraciones de compuestos de iones de bajo peso molecular, urea, creatinina, glucosa y otras sustancias con un peso molecular pequeño. Con un aumento en la porosidad de la membrana, se produce el movimiento de sustancias con un peso molecular más alto. Si a este proceso le sumamos un exceso de presión hidrostática del lado de la sangre o una presión negativa del lado de la solución de lavado, entonces el proceso de transferencia irá acompañado del movimiento del agua: transferencia de masa por convección. La presión osmótica también se puede usar para transferir agua agregando sustancias osmóticamente activas al dializado. La mayoría de las veces, la glucosa se usaba para este propósito, con menos frecuencia, la fructosa y otros azúcares, y aún más raramente, los productos de otro origen químico. Al mismo tiempo, al introducir glucosa en grandes cantidades, se puede obtener un efecto de deshidratación realmente pronunciado, sin embargo, no se recomienda aumentar la concentración de glucosa en el dializado por encima de ciertos valores debido a la posibilidad de complicaciones.

Finalmente, es posible abandonar completamente la solución de lavado de membrana (dializado) y obtener una salida a través de la membrana de la parte líquida de la sangre: agua y sustancias con un peso molecular de un amplio rango.

En 1925, J. Haas realizó la primera diálisis humana, y en 1928 también usó heparina, ya que el uso a largo plazo de hirudina se asoció con efectos tóxicos y su efecto sobre la coagulación de la sangre era inestable. Por primera vez se utilizó heparina para diálisis en 1926 en un experimento de H. Nehels y R. Lim.

Dado que los materiales enumerados anteriormente resultaron ser de poca utilidad como base para crear membranas semipermeables, la búsqueda de otros materiales continuó, y en 1938 se utilizó por primera vez el celofán para la hemodiálisis, que en los años siguientes siguió siendo la principal materia prima para la producción de membranas semipermeables durante mucho tiempo.

El primer dispositivo de “riñón artificial” adecuado para un amplio uso clínico fue creado en 1943 por W. Kolff y H. Burke. Entonces estos dispositivos fueron mejorados. Al mismo tiempo, el desarrollo del pensamiento técnico en esta área se centró en un principio, en mayor medida, en la modificación de los dializadores, y solo en los últimos años comenzó a afectar en gran medida a los propios dispositivos.

Como resultado, aparecieron dos tipos principales de dializadores, los llamados dializadores de espiral, en los que se utilizaban tubos de celofán, y los plano-paralelos, en los que se utilizaban membranas planas.

En 1960, F. Keel diseñó una versión muy exitosa de un dializador plano-paralelo con placas de polipropileno y, a lo largo de varios años, este tipo de dializador y sus modificaciones se extendieron por todo el mundo, ocupando un lugar destacado entre todos los demás tipos. de dializadores.

Luego, el proceso de creación de hemodializadores más eficientes y simplificación de la técnica de hemodiálisis se desarrolló en dos direcciones principales: el diseño del propio dializador, con los dializadores de un solo uso ocupando una posición dominante en el tiempo, y el uso de nuevos materiales como membrana semipermeable.

El dializador es el corazón del "riñón artificial" y, por lo tanto, los principales esfuerzos de los químicos e ingenieros siempre se han dirigido a mejorar este eslabón particular en el complejo sistema del aparato en su conjunto. Sin embargo, el pensamiento técnico no desestimó el aparato como tal.

En la década de 1960, surgió la idea de utilizar los llamados sistemas centrales, es decir, dispositivos de "riñón artificial", en los que se preparaba dializado a partir de un concentrado, una mezcla de sales, cuya concentración era 30-34 veces mayor que su concentración en la sangre del paciente.

Se ha utilizado una combinación de diálisis de flujo y técnicas de recirculación en una serie de máquinas de riñón artificial, como la firma estadounidense Travenol. En este caso, unos 8 litros de dializado circulaban a alta velocidad en un recipiente aparte en el que se colocaba el dializador y al que se añadían cada minuto 250 mililitros de solución fresca y la misma cantidad se tiraba al alcantarillado.

Al principio se usaba agua corriente simple para la hemodiálisis, luego, debido a su contaminación, en particular con microorganismos, se intentó usar agua destilada, pero resultó muy costosa e ineficiente. La cuestión quedó radicalmente resuelta tras la creación de sistemas especiales para la preparación de agua corriente, que incluyen filtros para su depuración de impurezas mecánicas, hierro y sus óxidos, silicio y otros elementos, resinas de intercambio iónico para eliminar la dureza del agua e instalaciones de la llamada ósmosis "inversa".

Se ha invertido mucho esfuerzo en mejorar los sistemas de monitoreo de los dispositivos de riñón artificial. Entonces, además de monitorear constantemente la temperatura del dializado, comenzaron a monitorear constantemente con la ayuda de sensores especiales la composición química del dializado, enfocándose en la conductividad eléctrica general del dializado, que cambia con una disminución en la concentración de sal y aumenta con un aumento de la misma.

Después de eso, los sensores de flujo selectivos de iones comenzaron a usarse en dispositivos de "riñón artificial", que monitorearían constantemente la concentración de iones. La computadora, por otro lado, hizo posible controlar el proceso introduciendo los elementos faltantes de contenedores adicionales, o cambiar su proporción usando el principio de retroalimentación.

El valor de la ultrafiltración durante la diálisis no solo depende de la calidad de la membrana, en todos los casos la presión transmembrana es el factor decisivo, por lo que los sensores de presión se han vuelto muy utilizados en los monitores: el grado de dilución en el líquido de diálisis, el valor de la presión en la entrada y salida del dializador. La tecnología moderna que utiliza computadoras hace posible programar el proceso de ultrafiltración.

Al salir del dializador, la sangre entra en la vena del paciente a través de una trampa de aire, lo que permite juzgar a simple vista la cantidad aproximada de flujo sanguíneo, la tendencia de la sangre a coagularse. Para prevenir la embolia de aire, estas trampas están equipadas con conductos de aire, con la ayuda de los cuales regulan el nivel de sangre en ellos. Actualmente, en muchos dispositivos, se colocan detectores ultrasónicos o fotoeléctricos en trampas de aire, que bloquean automáticamente la línea venosa cuando el nivel de sangre en la trampa cae por debajo de un nivel predeterminado.

Recientemente, los científicos han creado dispositivos que ayudan a las personas que han perdido la vista, total o parcialmente.

Las gafas milagrosas, por ejemplo, fueron desarrolladas por la empresa de investigación y desarrollo "Rehabilitación" sobre la base de tecnologías que anteriormente solo se usaban en asuntos militares. Como una vista nocturna, el dispositivo funciona según el principio de localización por infrarrojos. Las lentes de color negro mate de las gafas son en realidad placas de plexiglás, entre las que se encuentra un dispositivo de localización en miniatura. Todo el localizador, junto con la montura de las gafas, pesa unos 50 gramos, casi lo mismo que unas gafas normales. Y se seleccionan, como anteojos para videntes, estrictamente individualmente, para que sea conveniente y hermoso. Las "lentes" no solo realizan sus funciones directas, sino que también cubren los defectos oculares. De las dos docenas de opciones, todos pueden elegir la más adecuada para ellos.

Usar anteojos no es nada difícil: debe ponérselos y encenderlos. La fuente de energía para ellos es una batería descargada del tamaño de un paquete de cigarrillos. Aquí, en el bloque, también se coloca el generador.

Las señales emitidas por él, habiendo encontrado un obstáculo, regresan y son captadas por las "lentes receptoras". Los impulsos recibidos se amplifican, en comparación con la señal de umbral, y si hay un obstáculo, el zumbador suena inmediatamente, cuanto más fuerte se acerca la persona. El rango del dispositivo se puede ajustar usando uno de dos rangos.

Los especialistas estadounidenses de la NASA y el Centro Principal de la Universidad Johns Hopkins están trabajando con éxito en la creación de una retina electrónica.

Al principio, intentaron ayudar a las personas que aún tenían algunos restos de visión. “Se han creado anteojos para ellos”, escriben S. Grigoriev y E. Rogov en la revista “Young Technician”, “donde se instalan pantallas de televisión en miniatura en lugar de lentes. Cámaras de video igualmente pequeñas, ubicadas en el marco, envían a la imagen todo lo que cae en el campo de visión de una persona común. Sin embargo, para las personas con discapacidad visual, la imagen también se descifra con la computadora integrada. Tal dispositivo no crea milagros especiales y no hace que los ciegos vean, dicen los expertos, pero permitirá el uso máximo de las habilidades visuales que aún tiene una persona y facilitará la orientación.

Por ejemplo, si a una persona le queda al menos parte de la retina, la computadora "dividirá" la imagen de tal manera que una persona pueda ver el entorno, al menos con la ayuda de las áreas periféricas preservadas.

Según los desarrolladores, dichos sistemas ayudarán a aproximadamente 2,5 millones de personas que padecen discapacidades visuales. Pero, ¿qué pasa con aquellos cuya retina se pierde casi por completo? Para ellos, científicos del centro oftalmológico de la Universidad de Duke (Carolina del Norte) están dominando la operación de implantar una retina electrónica. Se implantan electrodos especiales debajo de la piel que, cuando se conectan a los nervios, transmiten una imagen al cerebro. El ciego ve una imagen que consta de puntos luminosos individuales, muy similar a la pantalla que se instala en los estadios, estaciones de tren y aeropuertos. La imagen en el "marcador" es creada nuevamente por cámaras de televisión en miniatura montadas en un marco de anteojos.

Y, finalmente, la última palabra de la ciencia actual es un intento de crear nuevos centros sensibles en la retina dañada utilizando los métodos de la microtecnología moderna. El Prof. Rost Propet y sus colegas ahora están involucrados en tales operaciones en Carolina del Norte. Junto a especialistas de la NASA, crearon las primeras muestras de retina subelectrónica, que se implanta directamente en el ojo.

“Nuestros pacientes, por supuesto, nunca podrán admirar las pinturas de Rembrandt”, comenta el profesor. "Sin embargo, aún podrán distinguir dónde está la puerta y dónde está la ventana, las señales de tráfico y los letreros..."

100 grandes maravillas de la tecnología

Universidad Politécnica Estatal de San Petersburgo

TRABAJO DEL CURSO

Disciplina: Materiales de aplicación médica

Asunto: pulmón artificial

San Petersburgo

Lista de símbolos, términos y abreviaturas 3

1. Introducción. 4

2. Anatomía del sistema respiratorio humano.

2.1. vías aéreas. 4

2.2. Pulmones. 5

2.3. Ventilación pulmonar. 5

2.4. Cambios en el volumen pulmonar. 6

3. Ventilación pulmonar artificial. 6

3.1. Métodos básicos de ventilación pulmonar artificial. 7

3.2. Indicaciones para el uso de ventilación pulmonar artificial. ocho

3.3. Control de la adecuación de la ventilación pulmonar artificial.

3.4. Complicaciones con la ventilación artificial de los pulmones. nueve

3.5. Características cuantitativas de los modos de ventilación pulmonar artificial. diez

4. Aparato de ventilación de pulmón artificial. diez

4.1. El principio de funcionamiento del aparato de ventilación pulmonar artificial. diez

4.2. Requisitos médicos y técnicos para el ventilador. once

4.3. Esquemas para el suministro de una mezcla de gases a un paciente.

5. Máquina corazón-pulmón. trece

5.1. Oxigenadores de membrana. catorce

5.2. Indicaciones de oxigenación por membrana extracorpórea. 17

5.3. Canulación para oxigenación por membrana extracorpórea. 17

6. Conclusión. Dieciocho

Lista de literatura usada.

Lista de símbolos, términos y abreviaturas

IVL - ventilación pulmonar artificial.

PA - presión arterial.

PEEP es presión positiva al final de la espiración.

AIC - máquina de circulación extracorpórea.

ECMO - oxigenación por membrana extracorpórea.

VVEKMO - oxigenación por membrana extracorpórea venovenosa.

VAECMO - oxigenación por membrana extracorpórea veno-arterial.

La hipovolemia es una disminución en el volumen de sangre circulante.

Esto generalmente se refiere más específicamente a una disminución en el volumen plasmático.

Hipoxemia: una disminución en el contenido de oxígeno en la sangre como resultado de trastornos circulatorios, una mayor demanda de oxígeno por parte de los tejidos, una disminución en el intercambio de gases en los pulmones durante sus enfermedades, una disminución en el contenido de hemoglobina en la sangre, etc.

La hipercapnia es un aumento de la presión parcial (y del contenido) de CO2 en la sangre arterial (y en el cuerpo).

La intubación es la introducción de un tubo especial en la laringe a través de la boca para eliminar la insuficiencia respiratoria en caso de quemaduras, algunas lesiones, espasmos severos de la laringe, difteria laríngea y su edema agudo que se resuelve rápidamente, por ejemplo, alérgico.

Una traqueotomía es una fístula de la tráquea formada artificialmente, llevada a la región externa del cuello, para respirar, sin pasar por la nasofaringe.

Se inserta una cánula de traqueotomía en la traqueotomía.

El neumotórax es una condición caracterizada por la acumulación de aire o gas en la cavidad pleural.

1. Introducción.

El sistema respiratorio humano proporciona in-stu-p-le-ción en el cuerpo de ki-slo-ro-yes y eliminación de gas carbon-le-ki-slo-go. Transporte de gases y otras sustancias no ho-di-my o-ha-low-mu os-sche-st-v-la-et-sya con la ayuda de cro-ve-nos-noy sis-the-we.

La función del sistema respiratorio-ha-tel-noy-te-we se reduce solo a suministrar a la sangre una cantidad dos-que-precisa de ki-slo-ro-yes y eliminar el gas carbon-le-sour de ella. Hi-mi-che-recovery-sta-new-le-nie mo-le-ku-lyar-no-go ki-slo-ro-sí con ob-ra-zo-va-ni-em water-du - vidas para los mamíferos, las principales fuentes de energía. Sin ella, la vida no puede continuar por más de unos pocos segundos.

Res-sta-nov-le-niu ki-slo-ro-sí co-put-st-vu-et about-ra-zo-va-ing CO2.

El género ki-slo incluido en CO2 no pro-is-ho-dit no-en-medio-st-ven-sino del género mo-le-ku-lar-no-go ki-slo. El uso de O2 y la formación de CO2 están relacionados con me-zh-du with-battle pro-me-zhu-precise-we-mi me-ta-bo -li-che-ski-mi re-ak-tion- mi; theo-re-ti-che-ski, cada uno de ellos tiene una duración de algún tiempo.

El intercambio de O2 y CO2 entre el or-ha-low-mom y el medio ambiente on-zy-va-et-sya dy-ha-ni-em. En los animales superiores, el proceso de respirar-ha-niya osu-sche-st-in-la-et-sya bla-go-da-rya row-du-after-to-va-tel-nyh procesa.

1. El intercambio de gases entre el medio y los pulmones, que suele denominarse "ventilación fácil".

Intercambio de gas-llamada entre al-ve-o-la-mi pulmones y sangre-vista (respiración fácil).

3. Intercambio de gases entre sangre y tejido. Los gases re-re-ho-dyat dentro de la tela a los lugares de demanda (para O2) y desde los lugares de producción (para CO2) (pegamento-respiración precisa).

Usted-pa-de-cualquiera de estos procesos trae en dit a na-ru-she-ni-pits of dy-ha-nia y crea un peligro para la vida, no para una persona.

2.
Ana-to-miya del sistema respiratorio humano.

Dy-ha-tel-naya sys-te-ma che-lo-ve-ka se compone de tejidos y or-ga-nov, proporcionando-ne-chi-vayu-schih le-goch-nuyu venas -ti-la- ción y fácil respiración. Al aire-du-ho-nos-ny formas de no-syat-sya: nose, in-lost of the nose, but-with-swallow-ka, gore-tan, tra-cheya, bron-hi y bron -chio-ly.

Los pulmones consisten en bolsas bron-chi-ol y al-ve-o-lyar-nyh, así como ar-te-riy, ka-pil-la-ditch y venas le-goch-no-go kru-ha kro- in-o-ra-sche-niya. Al elemento-hombres-allí ko-st-pero-nosotros-shchech-noy system-the-we, conectado con la respiración-ha-ni-em, from-no-syat-sya rib-ra, músculos entre costillas , diafragma y músculos respiratorios auxiliares.

Forma Air-du-ho-nose-nye.

La nariz y la cavidad de la nariz sirven como pro-in-dia-schi-mi ka-na-la-mi para air-du-ha, en algunos es on-gre-va-et-sya, uv- lazh-nya-et-sya y filter-ru-et-sya. In-lost but-sa you-stall-on-bo-ha-you-ku-la-ri-zo-van-noy mu-zi-stay shell-coy. Las células Many-number-len-same-st-hair-los-ki, así como las celdas de res-nich-ka-mi epi-te-li-al-nye y bo-ka-lo-vid-nye sirven para los ojos de la respiración-hae-mo-th aire-du-ha de partículas sólidas.

En la parte superior de los-ti se encuentran las células ob-nya-tel.

Gor-tan se encuentra entre tra-he-she y la raíz de la lengua. En-los-perdidos de las montañas-ta-no una-vez-de-le-en-dos almacenes-ka-mi sli-zi-stand shell-ki, no medio-no-stu converger-dya-schi-mi-sya en línea media. Pro-country-st-in- between estos almacenes-ka-mi - go-lo-so-vaya gap for-schi-sche-but plate-coy in-lok-no-hundred-go cartílago - above-mountain-tan -no-com.

Tra-heya na-chi-na-et-sya en el extremo inferior de las montañas-ta-ni y desciende a la cavidad torácica, donde de-lit-sya en los bronquios derecho -vy e izquierdo; wall-ka es about-ra-zo-va-on with-one-ni-tel-noy tejido y cartílago.

Horas, unido al ligamento pi-che-vo-du, for-me-shche-we-fibrous. El bronquio derecho suele ser corto-ro-che y ancho-re izquierdo-de-la-go. Entra en los pulmones, los bronquios principales en grados, pero des-lyat en más y más pequeños tubos (bron-chio-ly), los más pequeños, algunos de algunos de ellos son ko-nech-nye bron-chio-ly yav- la-yut-sya en el siguiente elemento de las formas air-du-ho-nos-ny. Desde las montañas-ta-ni hasta el final de las tuberías bron-chi-ol you-stlay-we-me-tsa-tel-ny epi-the-li-em.

2.2.

En general, los pulmones tienen la apariencia de labios-cha-tyh, en-fig-tyh-bien-con-vid-nyh-ra-zo-va-ny, acostados en ambos pecho en-lo-vi-nah -noy en-los-ti. El elemento estructural más pequeño del easy-to-go - dol-ka consiste en un bron-chio-la finito, que conduce a leg-goch-nu bron-hyo-lu y al-ve-o-lar-ny bag. Las paredes de la luz bron-chio-ly y al-ve-o-lyar-no-go bag ob-ra-zu-yut corner-lub-le-nia - al-ve-o-ly . Esta estructura de los pulmones aumenta su superficie respiratoria, que es de 50 a 100 veces la superficie del cuerpo.

Las paredes de al-ve-ol consisten en una capa de células epi-te-li-al-nyh y ok-ru-zhe-ny le-goch-ny-mi ka-pil -la-ra-mi. El interior-ren-nya-top-ness de al-ve-o-ly en-roof-ta-top-but-st-but-active-thing-th-st-vom sur-fak-tan-volume. De-del-naya al-ve-o-la, estrechamente co-at-ka-say-scha-sya con co-sed-ni-mi estructuras-tu-ra-mi, no tiene forma -right-vil-no -go-muchos-grand-no-ka y tamaños aproximados hasta 250 micras.

Se supone que debe considerarse que la superficie general es al-ve-ol, a través de algunos os-shche-st-in-la-et-sya gas-zo-ob -men, ex-po-nen-qi-al-but for-wee-sit de peso te-la. Con la edad, from-me-cha-et-sya, una disminución en el área-di-top-no-sti al-ve-ol.

Cada uno es light-algo ok-ru-lo mismo-but bag-com - un spit-swarm. La hoja exterior (pa-ri-tal-ny) de la pleura está unida a la interior-ren-it en la parte superior de la pared torácica y el diafragma -me, internal-ren-ny (vis-ce-ral-ny ) In-roof-va-et easy.

La brecha entre me-zh-du-li-st-ka-mi on-zy-va-et-sya spleen-ral-noy-lo-stu. Con el movimiento del cofre, la hoja interior suele deslizarse fácilmente por la exterior. La presión en plevis-ral-noy in-los-ti es siempre menor que at-mo-spheres-no-go (from-ri-tsa-tel-noe).

Órganos artificiales: una persona puede hacer todo

En las condiciones-lo-vi-yah, la presión intrapleural de una persona está en promedio 4,5 Torr por debajo de las at-mo-spheres-no-go (-4,5 Torr). Inter-pleural-noe pro-country-st-in-f-du l-ki-mi on-zy-va-et-s-mid-to-ste-ni-em; hay un tra-hea en él, un bocio es el mismo-le-za (ti-mus) y un corazón con dolor-shi-mi so-su-da-mi, lim-fa-ti-che nudos y pi -shche-agua.

La luz art-the-riya no extrae sangre de la derecha del pozo-hija del corazón, se divide en las ramas derecha e izquierda, que -algo en la derecha-la-ut-Xia hacia la pulmones.

Estos ar-te-rii vet-vyat-sya, siguiendo el bron-ha-mi, suministran grandes estructuras-tu-ry fácilmente y forman pil-la-ry, op-le-melting walls-ki al-ve-ol. Aire-espíritu en al-ve-o-le de-de-len de cro-vie en cap-pil-la-re wall-coy al-ve-o-ly, wall-coy cap-pil-la-ra y en algunos casos, capa pro-me-zhu-precisa entre me-zh-du-no-mi.

Desde la zanja ka-pil-la, la sangre fluye hacia pequeñas venas, algunas de ellas al final de los extremos se unen y forman venas pulmonares zu-yut, que suministran sangre al precorazón izquierdo.

Bron-chi-al-nye ar-te-rii de un círculo de dolor-sho-th también lleva sangre a los pulmones, pero suministran bron-chi y bron-chio -ly, lim-fa-ti-che-knots, muros de cro-ve-nos-nyh co-courts y pleu-ru.

La mayor parte de esta sangre es de-te-ka-et a las venas bron-chi-al, y de-a-sí - a la no pareja (a la derecha) y en el lu -no-pareja-nuyu ( izquierda-va). Muy no-dolor-zapato-si-che-st-vo ar-te-ri-al-noy bron-hi-al-noy sangre-vi-st-pa-et en l-goch-ny vens .

10 órganos artificiales para crear una persona real

orquesta(Orchestrion alemán) - el nombre de una serie de instrumentos musicales, cuyo principio es similar al órgano y la armónica.

El orchestrion fue originalmente un órgano portátil diseñado por Abbot Vogler en 1790. Contenía alrededor de 900 tubos, 4 manuales con 63 teclas cada uno y 39 pedales. El carácter “revolucionario” de la orquesta de Vogler consistió en el uso activo de tonos combinados, lo que permitió reducir significativamente el tamaño de los tubos labiales del órgano.

En 1791, se le dio el mismo nombre a un instrumento creado por Thomas Anton Kunz en Praga. Este instrumento estaba equipado con tubos de órgano y cuerdas similares a las de un piano. La orquesta de Kunz tenía 2 manuales de 65 teclas y 25 pedales, tenía 21 registros, 230 cuerdas y 360 tubos.

A principios del siglo XIX, bajo el nombre de orquesta (también orquesta) aparecieron una serie de instrumentos mecánicos automáticos, adaptados para imitar el sonido de una orquesta.

La herramienta parecía un gabinete, dentro del cual se colocaba un resorte o mecanismo neumático que, al lanzar una moneda, se activaba. La disposición de las cuerdas o tubos del instrumento se elegía de tal forma que durante el funcionamiento del mecanismo sonaran determinadas obras musicales. El instrumento ganó particular popularidad en la década de 1920 en Alemania.

Más tarde, el orquestador fue suplantado por tocadiscos de gramófono.

ver también

notas

Literatura

Orquesta // Instrumentos Musicales: Enciclopedia. - M.: Deka-VS, 2008. - S. 428-429. - 786 pág.
Orquesta // Gran Enciclopedia Rusa. Tomo 24. - M., 2014. - S. 421.
Mirek AM Orquesta de Vogler // Referencia al esquema armónico. - M.: Alfred Mirek, 1992. - S. 4-5. - 60 s.
Orquesta // Diccionario Enciclopédico Musical. - M.: Enciclopedia soviética, 1990. - S. 401. - 672 p.
Orquesta // Enciclopedia Musical. - M.: Enciclopedia soviética, 1978. - T. 4. - S. 98-99. - 976 pág.
Herbert Juttemann: Orchestrien aus dem Schwarzwald: Instrumente, Firmen und Fertigungsprogramme.
Bergkirchen: 2004. ISBN 3-932275-84-5.

CC © wikiredia.ru

El experimento realizado en la Universidad de Granada fue el primero en el que se creaba una piel artificial con una dermis a base de un biomaterial aragoso-fibrina. Hasta ahora se han utilizado otros biomateriales como colágeno, fibrina, ácido poliglicólico, quitosano, etc.

Se ha creado una piel más estable con una funcionalidad similar a la de la piel humana normal.

intestino artificial

En 2006, científicos británicos anunciaron la creación de un intestino artificial capaz de reproducir con precisión las reacciones físicas y químicas que ocurren durante la digestión.

El órgano está hecho de plástico especial y metal, que no se colapsa ni se corroe.

Luego, por primera vez en la historia, se realizó un trabajo que demostró cómo las células madre pluripotentes humanas en una placa de Petri pueden ensamblarse en tejido corporal con una arquitectura tridimensional y el tipo de conexiones inherentes a la carne desarrollada naturalmente.

El tejido intestinal artificial podría ser la opción terapéutica número 1 para las personas que padecen enterocolitis necrosante, enfermedad inflamatoria intestinal y síndrome del intestino corto.

Durante la investigación, un grupo de científicos dirigido por el Dr. James Wells utilizó dos tipos de células pluripotentes: células madre embrionarias humanas e inducidas, obtenidas mediante la reprogramación de células de la piel humana.

Las células embrionarias se denominan pluripotentes porque son capaces de transformarse en cualquiera de los 200 tipos diferentes de células del cuerpo humano.

Las células inducidas son adecuadas para "peinar" el genotipo de un donante en particular, sin riesgo de más rechazo y complicaciones asociadas. Este es un nuevo invento de la ciencia, por lo que aún no está claro si las células inducidas del organismo adulto tienen el mismo potencial que las células del embrión.

El tejido intestinal artificial fue "liberado" en dos formas, ensamblado a partir de dos tipos diferentes de células madre.

Tomó mucho tiempo y esfuerzo convertir células individuales en tejido intestinal.

Los científicos recolectaron tejido usando químicos y proteínas llamadas factores de crecimiento. En un tubo de ensayo, la materia viva creció de la misma manera que en un embrión humano en desarrollo.

organos artificiales

En primer lugar, se obtiene el llamado endodermo, del que crecen el esófago, el estómago, los intestinos y los pulmones, así como el páncreas y el hígado. Pero los médicos dieron la orden al endodermo de desarrollarse solo en las células primarias del intestino. Les tomó 28 días crecer hasta obtener resultados tangibles. El tejido ha madurado y adquirido la funcionalidad absorbente y secretora de un tracto digestivo humano sano. También tiene células madre específicas, con las que ahora será mucho más fácil trabajar.

sangre artificial

Siempre hay escasez de donantes de sangre: las clínicas rusas reciben productos sanguíneos por solo el 40% de la norma.

Una operación de corazón utilizando el sistema de circulación artificial requiere la sangre de 10 donantes. Existe la posibilidad de que la sangre artificial ayude a resolver el problema: como constructor, los científicos ya comenzaron a recolectarla. Se han creado plasma sintético, eritrocitos y plaquetas. ¡Un poco más y podemos convertirnos en Terminators!

Plasma- uno de los principales componentes de la sangre, su parte líquida. El "plasma plástico", creado en la Universidad de Sheffield (Gran Bretaña), puede realizar todas las funciones de uno real y es absolutamente seguro para el cuerpo. Contiene sustancias químicas que pueden transportar oxígeno y nutrientes. Hoy, el plasma artificial está diseñado para salvar vidas en situaciones extremas, pero en un futuro próximo se utilizará en todas partes.

Bueno, eso es impresionante. Aunque da un poco de miedo imaginar que dentro de ti fluye plástico líquido, o mejor dicho, plasma plástico. Después de todo, para convertirse en sangre, todavía necesita llenarse de eritrocitos, leucocitos y plaquetas. Especialistas de la Universidad de California (EE. UU.) decidieron ayudar a sus colegas británicos con el "maldito constructor".

Desarrollaron completamente sintético eritrocitos a partir de polímeros capaces de transportar oxígeno y nutrientes desde los pulmones a los órganos y tejidos y viceversa, es decir, realizar la función principal de los glóbulos rojos reales.

Además, pueden administrar fármacos a las células. Los científicos confían en que en los próximos años se completarán todos los ensayos clínicos de eritrocitos artificiales y se podrán utilizar para transfusiones.

Es cierto, habiéndolos diluido previamente en plasma, incluso en natural, incluso en sintético.

No queriendo quedarse atrás de sus contrapartes de California, artificial plaquetas desarrollado por científicos de la Universidad Case Western Reserve, Ohio. Para ser precisos, no se trata exactamente de plaquetas, sino de sus auxiliares sintéticos, también constituidos por un material polimérico. Su tarea principal es crear un entorno efectivo para pegar plaquetas, lo cual es necesario para detener el sangrado.

Ahora en las clínicas, la masa de plaquetas se usa para esto, pero obtenerla es un proceso laborioso y bastante largo. Es necesario encontrar donantes, hacer una selección estricta de plaquetas, que, además, se almacenan por no más de 5 días y son susceptibles a infecciones bacterianas.

La llegada de las plaquetas artificiales elimina todos estos problemas. Por lo tanto, la invención será una buena ayuda y permitirá que los médicos no tengan miedo de sangrar.

Sangre real y artificial. ¿Que es mejor?

El término "sangre artificial" es un poco inapropiado. La sangre real realiza una gran cantidad de tareas. La sangre artificial solo puede realizar algunos de ellos hasta ahora. Si se crea una sangre artificial completa que pueda reemplazar completamente a la real, esto será un verdadero avance en la medicina.

La sangre artificial tiene dos funciones principales:

1) aumenta el volumen de células sanguíneas

2) realiza las funciones de enriquecimiento de oxígeno.

Si bien una sustancia que aumenta el volumen de las células sanguíneas se ha utilizado durante mucho tiempo en los hospitales, la oxigenoterapia aún está en desarrollo e investigación clínica.

3. Supuestas ventajas y desventajas de la sangre artificial

huesos artificiales

Los médicos del Imperial College de Londres afirman que han logrado producir un material pseudoóseo que es muy similar en composición a los huesos reales y tiene una posibilidad mínima de rechazo.

Los nuevos materiales óseos artificiales en realidad consisten en tres compuestos químicos a la vez, que simulan el trabajo de las células del tejido óseo real.

Médicos y especialistas en prótesis de todo el mundo ahora están desarrollando nuevos materiales que podrían servir como un reemplazo completo del tejido óseo en el cuerpo humano.

Sin embargo, hasta la fecha, los científicos han creado solo materiales similares a los huesos, que aún no han sido trasplantados en lugar de huesos reales, aunque estén rotos.

El principal problema con tales materiales pseudoóseos es que el cuerpo no los reconoce como tejidos óseos "nativos" y no los arraiga. Como consecuencia, en el cuerpo de un paciente con huesos trasplantados pueden iniciarse procesos de rechazo a gran escala que, en el peor de los casos, pueden llegar incluso a provocar un fallo masivo en el sistema inmunitario y la muerte del paciente.

pulmón artificial

Científicos estadounidenses de la Universidad de Yale, dirigidos por Laura Niklason, lograron un gran avance: lograron crear un pulmón artificial y trasplantarlo a ratas.

Además, se creó por separado un pulmón que funciona de forma autónoma e imita el trabajo de un órgano real.

Hay que decir que el pulmón humano es un mecanismo complejo.

El área de superficie de un pulmón en un ser humano adulto es de unos 70 metros cuadrados, ensamblados de manera que garanticen una transferencia eficiente de oxígeno y dióxido de carbono entre la sangre y el aire. Pero el tejido pulmonar es difícil de reparar, por lo que, por el momento, la única forma de reemplazar las partes dañadas del órgano es con un trasplante. Este procedimiento es muy arriesgado debido al alto porcentaje de rechazos.

Según las estadísticas, diez años después del trasplante, solo el 10-20% de los pacientes siguen vivos.

El "pulmón artificial" es una bomba pulsante que suministra aire en porciones a una frecuencia de 40 a 50 veces por minuto. Un pistón convencional no es adecuado para esto, las partículas del material de sus piezas de fricción o sello pueden entrar en el flujo de aire. Aquí, y en otros dispositivos similares, se utilizan fuelles de metal corrugado o plástico: fuelles.

Purificado y llevado a la temperatura requerida, el aire se suministra directamente a los bronquios.

¿Cambiar de mano? ¡No hay problema!..

manos artificiales

Manos artificiales en el siglo XIX.

se dividían en "manos trabajadoras" y "manos cosméticas", o artículos de lujo.

Para un albañil o peón, se limitaban a imponer en el antebrazo o el hombro una venda hecha de una manga de cuero con herrajes, a la que se unía una herramienta correspondiente a la profesión del trabajador: tenazas, un anillo, un gancho, etc.

Las manos artificiales cosméticas, dependiendo de la ocupación, el estilo de vida, el grado de educación y otras condiciones, eran más o menos complejas.

La mano artificial podría tener la forma de una natural, con un elegante guante de cabritilla, capaz de producir un trabajo fino; escribir e incluso barajar cartas (como la famosa mano del general Davydov).

Si la amputación no llegó a la articulación del codo, con la ayuda de un brazo artificial fue posible devolver la función de la extremidad superior; pero si se amputaba la parte superior del brazo, entonces el trabajo de la mano sólo era posible por medio de aparatos voluminosos, muy complejos y exigentes.

Además de estos últimos, las extremidades superiores artificiales consistían en dos fundas de cuero o metal para la parte superior del brazo y el antebrazo, que se articulaban de forma móvil sobre la articulación del codo por medio de férulas de metal. La mano estaba hecha de madera clara y fijada al antebrazo o móvil.

Había resortes en las articulaciones de cada dedo; de los extremos de los dedos salen hilos intestinales, que estaban conectados detrás de la articulación de la muñeca y continuaban en forma de dos cordones más fuertes, y uno, pasando a través de los rodillos a través de la articulación del codo, estaba unido al resorte en la parte superior del hombro, mientras que el otro, también moviéndose en el bloque, remató libremente con un ojo.

Con la flexión voluntaria de la articulación del codo, los dedos se cerraron en este aparato y se cerraron por completo si el hombro estaba doblado en ángulo recto.

Para los pedidos de manos artificiales, bastaba indicar las medidas de longitud y volumen del muñón, así como de la mano sana, y explicar la técnica del fin que debían servir.

Las prótesis para manos deben tener todas las propiedades necesarias, por ejemplo, la función de cerrar y abrir la mano, sujetar y soltar cualquier cosa de las manos, y la prótesis debe tener un aspecto que reproduzca la extremidad perdida lo más fielmente posible.

Hay manos protésicas activas y pasivas.

Los pasivos solo copian la apariencia de la mano, mientras que los activos, que se dividen en bioeléctricos y mecánicos, realizan muchas más funciones. La mano mecánica replica una mano real con bastante precisión, por lo que cualquier amputado puede relajarse entre la gente y también puede tomar un objeto y soltarlo.

El vendaje, que se une a la cintura escapular, pone en movimiento el cepillo.

La prótesis bioeléctrica funciona gracias a unos electrodos que leen la corriente que generan los músculos durante la contracción, la señal se transmite al microprocesador y la prótesis se mueve.

piernas artificiales

Para una persona con daño físico en las extremidades inferiores, por supuesto, las prótesis de pierna de alta calidad son importantes.

Es del nivel de amputación de la extremidad que dependerá la correcta elección de la prótesis, que sustituirá e incluso podrá restaurar muchas de las funciones que eran características de la extremidad.

Existen prótesis tanto para jóvenes como para mayores, así como para niños, deportistas y aquellos que, a pesar de la amputación, llevan una vida igualmente activa. Una prótesis de alta calidad consiste en un sistema de pie, articulaciones de rodilla, adaptadores hechos de material de alta calidad y mayor resistencia.

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Los trastornos respiratorios graves requieren asistencia de emergencia en forma de ventilación forzada. Ya sea la falla de los propios pulmones o de los músculos respiratorios es una necesidad incondicional de conectar equipos complejos para saturar la sangre con oxígeno. Varios modelos de ventiladores son un equipo esencial de los servicios de cuidados intensivos o reanimación necesarios para mantener la vida de los pacientes que han manifestado trastornos respiratorios agudos.

En situaciones de emergencia, dicho equipo, por supuesto, es importante y necesario. Sin embargo, como medio de terapia regular ya largo plazo, desafortunadamente, no está exento de inconvenientes. Por ejemplo:

la necesidad de una estancia permanente en el hospital;
riesgo permanente de complicaciones inflamatorias debido al uso de una bomba para suministrar aire a los pulmones;
restricciones en la calidad de vida e independencia (inmovilidad, incapacidad para comer normalmente, dificultades del habla, etc.).

Para eliminar todas estas dificultades, al mismo tiempo que mejora el proceso de saturación de oxígeno en sangre, el innovador sistema de pulmón artificial iLA permite el uso de reanimación, terapéutico y de rehabilitación que ofrecen hoy las clínicas alemanas.

Afrontamiento sin riesgos de la dificultad respiratoria

El sistema iLA es un desarrollo fundamentalmente diferente. Su acción es extrapulmonar y completamente no invasiva. Los trastornos respiratorios se superan sin ventilación forzada. El esquema de saturación de oxígeno en sangre se caracteriza por las siguientes innovaciones prometedoras:

falta de una bomba de aire;
ausencia de dispositivos invasivos ("incrustados") en los pulmones y las vías respiratorias.

Los pacientes que tienen un iLA de pulmón artificial no están atados a un dispositivo estacionario y una cama de hospital, pueden moverse normalmente, comunicarse con otras personas, comer y beber por sí mismos.

La ventaja más importante: no es necesario introducir al paciente en un coma artificial con asistencia respiratoria artificial. El uso de ventiladores estándar en muchos casos requiere un "apagado" comatoso del paciente. ¿Para qué? Para paliar las consecuencias fisiológicas de la depresión respiratoria de los pulmones. Desafortunadamente, es un hecho: los ventiladores deprimen los pulmones. La bomba entrega aire bajo presión. El ritmo del suministro de aire reproduce el ritmo de las respiraciones. Pero en una respiración natural, los pulmones se expanden, como resultado de lo cual disminuye la presión en ellos. Y en la entrada artificial (suministro de aire forzado), la presión, por el contrario, aumenta. Este es el factor de opresión: los pulmones están en un modo de estrés, lo que provoca una reacción inflamatoria, que en casos especialmente graves puede transmitirse a otros órganos, por ejemplo, el hígado o los riñones.

Es por esto que dos factores son de suma importancia e igual importancia en el uso de dispositivos de apoyo respiratorio de bombeo: la urgencia y la precaución.

El sistema iLA, al ampliar la gama de beneficios en soporte respiratorio artificial, elimina los peligros asociados.

¿Cómo funciona un oxigenador de sangre?

El nombre "pulmón artificial" tiene un significado especial en este caso, ya que el sistema iLA funciona de forma completamente autónoma y no es una adición funcional a los propios pulmones del paciente. De hecho, este es el primer pulmón artificial del mundo en el verdadero sentido de la palabra (y no una bomba pulmonar). No son los pulmones los que se ventilan, sino la sangre misma. Se utilizó un sistema de membrana para saturar la sangre con oxígeno y eliminar el dióxido de carbono. Por cierto, en las clínicas alemanas, el sistema se llama así: un ventilador de membrana (iLA Membranventilator). La sangre se suministra al sistema en un orden natural, por la fuerza de compresión del músculo cardíaco (y no por una bomba de membrana, como en una máquina de circulación extracorpórea). El intercambio de gases se lleva a cabo en las capas de membrana del aparato de forma muy similar a como ocurre en los alvéolos de los pulmones. El sistema realmente funciona como un “tercer pulmón”, descargando los órganos respiratorios enfermos del paciente.

El aparato de intercambio de membrana (el "pulmón artificial" en sí) es compacto, sus dimensiones son 14 por 14 centímetros. El paciente lleva consigo el instrumento. La sangre ingresa a través de un puerto de catéter, una conexión especial a la arteria femoral. Para conectar el dispositivo, no se requiere operación quirúrgica: el puerto se inserta en la arteria de la misma manera que la aguja de una jeringa. La conexión se realiza en la zona inguinal, el diseño especial del puerto no restringe la movilidad y no causa molestia alguna al paciente.

El sistema se puede utilizar sin interrupción durante bastante tiempo, hasta un mes.

Indicaciones de uso de iLA

En principio, estos son cualquier trastorno respiratorio, especialmente los crónicos. En mayor medida, las ventajas de un pulmón artificial se manifiestan en los siguientes casos: