Umelé pľúca. Vedci vytvorili umelé pľúca. Technika umelej pľúcnej ventilácie

Obsah

Ak je dýchanie narušené, pacient je umelo ventilovaný alebo mechanicky ventilovaný. Používa sa na podporu života, keď pacient nemôže sám dýchať alebo keď leží na operačnom stole v narkóze, ktorá spôsobuje nedostatok kyslíka. Existuje niekoľko typov mechanickej ventilácie – od jednoduchých manuálnych až po hardvérové. Prvý zvládne takmer každý, druhý si vyžaduje pochopenie prístroja a pravidiel používania zdravotníckych pomôcok.

Čo je umelá pľúcna ventilácia

V medicíne sa mechanická ventilácia chápe ako umelé vháňanie vzduchu do pľúc s cieľom zabezpečiť výmenu plynov medzi prostredím a alveolami. Umelá ventilácia sa môže použiť ako resuscitačné opatrenie, keď má osoba vážne poruchy spontánneho dýchania, alebo ako prostriedok na ochranu pred nedostatkom kyslíka. Posledný stav sa vyskytuje počas anestézie alebo chorôb spontánnej povahy.

Formy umelého vetrania sú hardvérové a priame. Prvý využíva na dýchanie zmes plynov, ktorá sa pumpuje do pľúc strojom cez endotracheálnu trubicu. Priame znamená rytmickú kontrakciu a uvoľnenie pľúc na zabezpečenie pasívneho nádychu a výdychu bez použitia zariadenia. Ak sa aplikuje "elektrické pľúca", svaly sú stimulované impulzom.

Indikácie pre IVL

Na vykonanie umelej ventilácie a udržanie normálneho fungovania pľúc existujú indikácie:

náhle zastavenie krvného obehu;
mechanická asfyxia dychu;
poranenia hrudníka, mozgu;
akútna otrava;
prudký pokles krvného tlaku;
kardiogénny šok;
astmatický záchvat.

Po operácii

Endotracheálna trubica ventilátora sa zavedie do pľúc pacienta na operačnej sále alebo po pôrode z nej na jednotku intenzívnej starostlivosti alebo oddelenie na sledovanie stavu pacienta po anestézii. Ciele a ciele potreby mechanickej ventilácie po operácii sú:

vylúčenie expektorácie spúta a sekrétov z pľúc, čo znižuje frekvenciu infekčných komplikácií;
zníženie potreby podpory kardiovaskulárneho systému, zníženie rizika dolnej hlbokej žilovej trombózy;
vytvorenie podmienok na kŕmenie cez hadičku, aby sa znížila frekvencia gastrointestinálnych ťažkostí a vrátila sa normálna peristaltika;
zníženie negatívneho účinku na kostrové svaly po dlhšom pôsobení anestetík;
rýchla normalizácia duševných funkcií, normalizácia stavu spánku a bdenia.

So zápalom pľúc

Ak sa u pacienta vyvinie ťažký zápal pľúc, rýchlo to vedie k rozvoju akútneho respiračného zlyhania. Indikácie pre použitie umelej ventilácie pri tejto chorobe sú:

poruchy vedomia a psychiky;
zníženie krvného tlaku na kritickú úroveň;
prerušované dýchanie viac ako 40-krát za minútu.

Umelá ventilácia sa vykonáva v počiatočných štádiách vývoja ochorenia s cieľom zvýšiť efektivitu práce a znížiť riziko úmrtia. IVL trvá 10-14 dní, 3-4 hodiny po zavedení hadičky sa vykoná tracheostómia. Ak je zápal pľúc masívny, vykonáva sa s pozitívnym tlakom na konci výdychu (PEEP) pre lepšiu distribúciu v pľúcach a zníženie venózneho skratu. Spolu so zásahom mechanickej ventilácie sa vykonáva intenzívna antibiotická terapia.

S mozgovou príhodou

Pripojenie mechanickej ventilácie pri liečbe mŕtvice sa považuje za rehabilitačné opatrenie pre pacienta a je predpísané pre indikácie:

vnútorné krvácanie;
poškodenie pľúc;
patológia v oblasti respiračných funkcií;
kóma.

Pri ischemickom alebo hemoragickom záchvate sa pozoruje dýchavičnosť, ktorá je obnovená ventilátorom, aby sa normalizovali stratené funkcie mozgu a poskytli bunkám dostatočné množstvo kyslíka. Umelé pľúca nasadili na mŕtvicu až na dva týždne. Počas tejto doby prechádza zmena akútneho obdobia ochorenia, opuch mozgu klesá. Ak je to možné, zbavte sa ventilátora čo najskôr.

Typy IVL

Moderné metódy umelého vetrania sú rozdelené do dvoch podmienených skupín. Jednoduché sa používajú v núdzových prípadoch a hardvérové - v nemocničnom prostredí. Prvý môže byť použitý, ak osoba nemá nezávislé dýchanie, má akútny vývoj porušenia rytmu dýchania alebo patologického režimu. Jednoduché metódy zahŕňajú:

z úst do úst alebo z úst do nosa- hlava obete sa vyhodí späť na maximálnu úroveň, otvorí sa vchod do hrtana, posunie sa koreň jazyka. Osoba vykonávajúca procedúru stojí na boku, stláča pacientovi krídla nosa rukou, nakláňa hlavu dozadu a druhou rukou si drží ústa. Zhlboka sa nadýchne, záchranca pevne pritlačí pery k ústam alebo nosu pacienta a prudko vydýchne s energiou. Pacient musí vydýchnuť kvôli elasticite pľúc a hrudnej kosti. Súčasne vykonajte masáž srdca.
Použite S-duct alebo Reuben bag. Pred použitím musí pacient vyčistiť dýchacie cesty a potom masku pevne pritlačiť.

Režimy ventilácie v intenzívnej starostlivosti

Prístroj na umelé dýchanie sa používa v intenzívnej starostlivosti a vzťahuje sa na mechanickú metódu ventilácie. Skladá sa z respirátora a endotracheálnej trubice alebo tracheostomickej kanyly. Pre dospelého a dieťa sa používajú rôzne prístroje, ktoré sa líšia veľkosťou vkladaného prístroja a nastaviteľnou frekvenciou dýchania. Hardvérová ventilácia sa vykonáva vo vysokofrekvenčnom režime (viac ako 60 cyklov za minútu) s cieľom znížiť dýchací objem, znížiť tlak v pľúcach, prispôsobiť pacienta dýchaciemu prístroju a uľahčiť prietok krvi do srdca.

Metódy

Vysokofrekvenčná umelá ventilácia je rozdelená do troch metód, ktoré používajú moderní lekári:

objemový- charakterizovaná frekvenciou dýchania 80-100 za minútu;
oscilačné– 600-3600 za minútu s nepretržitým alebo prerušovaným prúdením vibrácií;
prúdové lietadlo- 100-300 za minútu, je najobľúbenejší, pri ňom sa pomocou ihly alebo tenkého katétra vháňa do dýchacích ciest kyslík alebo zmes plynov pod tlakom, ďalšie možnosti sú endotracheálna trubica, tracheostómia, katéter cez nos alebo kože.

Okrem uvažovaných metód, ktoré sa líšia frekvenciou dýchania, sa režimy ventilácie rozlišujú podľa typu použitého prístroja:

Automat- dýchanie pacienta je úplne utlmené farmakologickými prípravkami. Pacient úplne dýcha s kompresiou.
Pomocný- dýchanie osoby je zachované a plyn je dodávaný pri pokuse o nadýchnutie.
Periodické nútené- používa sa pri prechode z mechanickej ventilácie na spontánne dýchanie. Postupné znižovanie frekvencie umelých vdychov núti pacienta dýchať sám.
S PEEP- s ním zostáva intrapulmonálny tlak pozitívny v porovnaní s atmosférickým tlakom. To vám umožní lepšie distribuovať vzduch v pľúcach, odstrániť opuch.
Elektrická stimulácia membrány- prebieha cez vonkajšie ihlové elektródy, ktoré dráždia nervy na bránici a spôsobujú jej rytmické sťahovanie.

Ventilátor

V resuscitačnom režime alebo pooperačnom oddelení sa používa ventilátor. Toto lekárske vybavenie je potrebné na dodávanie plynnej zmesi kyslíka a suchého vzduchu do pľúc. Nútený režim sa používa na nasýtenie buniek a krvi kyslíkom a odstránenie oxidu uhličitého z tela. Koľko typov ventilátorov:

podľa typu použitého zariadenia- endotracheálna trubica, maska;
podľa použitého pracovného algoritmu- manuálna, mechanická, s neuro-riadenou pľúcnou ventiláciou;
podľa veku- pre deti, dospelých, novorodencov;
pohonom– pneumomechanické, elektronické, manuálne;
podľa dohody- všeobecný, špeciálny;
podľa aplikovaného poľa– jednotka intenzívnej starostlivosti, resuscitácia, pooperačné oddelenie, anesteziológia, novorodenci.

Technika umelej pľúcnej ventilácie

Lekári používajú ventilátory na vykonávanie umelej ventilácie. Po vyšetrení pacienta lekár nastaví frekvenciu a hĺbku dychov, vyberie zmes plynov. Plyny na neustále dýchanie sú privádzané hadicou napojenou na endotracheálnu trubicu, prístroj reguluje a kontroluje zloženie zmesi. Ak sa používa maska, ktorá zakrýva nos a ústa, zariadenie je vybavené poplašným systémom, ktorý upozorní na narušenie dýchacieho procesu. Pri dlhšej ventilácii sa endotracheálna trubica vloží do otvoru cez prednú stenu priedušnice.

Problémy pri mechanickom vetraní

Po inštalácii ventilátora a počas jeho prevádzky sa môžu vyskytnúť problémy:

Prítomnosť zápasu pacienta s ventilátorom. Pre korekciu sa eliminuje hypoxia, kontroluje sa poloha zavedenej endotracheálnej trubice a samotné vybavenie.
Desynchronizácia s respirátorom. Vedie k poklesu dychového objemu, nedostatočnej ventilácii. Príčiny sú kašeľ, zadržiavanie dychu, patológia pľúc, kŕče v prieduškách, nesprávne nainštalovaný prístroj.
Vysoký tlak v dýchacích cestách. Dôvody sú: porušenie integrity trubice, bronchospazmus, pľúcny edém, hypoxia.

Odvykanie od mechanickej ventilácie

Použitie mechanickej ventilácie môže byť sprevádzané zraneniami v dôsledku vysokého krvného tlaku, zápalom pľúc, zníženou funkciou srdca a inými komplikáciami. Preto je dôležité čo najskôr zastaviť umelú ventiláciu, berúc do úvahy klinickú situáciu. Indikáciou pre odstavenie je pozitívna dynamika zotavenia s ukazovateľmi:

obnovenie dýchania s frekvenciou menšou ako 35 za minútu;
minútová ventilácia znížená na 10 ml/kg alebo menej;
pacient nemá horúčku alebo infekciu, apnoe;
krvný obraz je stabilný.

Pred odvykaním od respirátora sa skontrolujú zvyšky svalovej blokády, zníži sa dávka sedatív na minimum. Existujú nasledujúce spôsoby odvykania od umelej ventilácie.

Skutočnosť, že dýchanie vzduchu do pľúc môže oživiť človeka, je známa už od staroveku, ale pomocné zariadenia sa na to začali vyrábať až v stredoveku. V roku 1530 Paracelsus prvýkrát použil ústny vzduchový kanál s koženým mechom určeným na rozdúchavanie ohňa v krbe. Po 13 rokoch Vezaleus publikoval prácu „O štruktúre ľudského tela“, v ktorej zdôvodnil výhody ventilácie cez trubicu vloženú do priedušnice. A v roku 2013 vedci z Case Western Reserve University vytvorili prototyp umelých pľúc. Zariadenie využíva čistený atmosférický vzduch a nepotrebuje koncentrovaný kyslík. Zariadenie je štruktúrou podobné ľudským pľúcam so silikónovými kapilárami a alveolami a funguje na mechanickom čerpadle. Biopolymérne skúmavky napodobňujú rozvetvenie priedušiek na bronchioly. V budúcnosti sa plánuje zlepšenie prístroja s ohľadom na kontrakcie myokardu. Prepravný ventilátor pravdepodobne nahradí mobilné zariadenie.

Rozmery umelých pľúc sú až 15x15x10 centimetrov, rozmermi chcú čo najviac priblížiť ľudskému orgánu. Obrovská plocha membrány na difúziu plynu poskytuje 3-5-násobné zvýšenie účinnosti výmeny kyslíka.

Zatiaľ sa prístroj testuje na ošípaných, no testy už preukázali jeho účinnosť pri zlyhaní dýchania. Zavedenie umelých pľúc pomôže opustiť masívnejšie transportné ventilátory, ktoré pracujú s výbušnými kyslíkovými fľašami.

Umelé pľúca umožňujú aktiváciu pacienta inak obmedzeného na resuscitátor namontovaný na lôžku alebo transportný ventilátor. A s aktiváciou sa zvyšuje šanca na zotavenie a psychický stav.

Pacienti, ktorí čakajú na darcovskú transplantáciu pľúc, musia väčšinou zostať v nemocnici pomerne dlho na umelom kyslíkovom prístroji, pomocou ktorého môžete len ležať v posteli a sledovať, ako prístroj dýcha za vás.

Projekt umelých pľúc schopných protetického zlyhania dýchania dáva týmto pacientom šancu na rýchle uzdravenie.

Prenosná súprava umelých pľúc obsahuje samotné pľúca a krvnú pumpu. Autonómna práca je navrhnutá až na tri mesiace. Malé rozmery prístroja umožňujú nahradiť transportný ventilátor záchrannej zdravotnej služby.

Práca pľúc je založená na prenosnej pumpe, ktorá obohacuje krv vzdušnými plynmi.

Niektorí ľudia (najmä novorodenci) nepotrebujú dlhodobú vysokú koncentráciu kyslíka kvôli jeho oxidačným vlastnostiam.

Ďalším neštandardným analógom mechanickej ventilácie používanej pri vysokom poranení miechy je transkutánna elektrická stimulácia bránicových nervov („phrenicus stimulácia“). Bola vyvinutá transpleurálna masáž pľúc podľa V.P.Smolnikova - vytvorenie stavu pulzujúceho pneumotoraxu v pleurálnych dutinách.

Umelé pľúca, dostatočne kompaktné na nosenie v bežnom batohu, už boli úspešne testované na zvieratách. Takéto zariadenia môžu výrazne spríjemniť život tým ľuďom, ktorých vlastné pľúca z akéhokoľvek dôvodu nefungujú správne. Doteraz sa na tieto účely používali veľmi objemné zariadenia, no nový prístroj, ktorý vedci v súčasnosti vyvíjajú, to môže raz a navždy zmeniť.

Osoba, ktorej pľúca nie sú schopné vykonávať svoju hlavnú funkciu, sa spravidla pripája k strojom, ktoré pumpujú svoju krv cez výmenník plynov, obohacujú ju kyslíkom a odstraňujú z nej oxid uhličitý. Samozrejme, počas tohto procesu je človek nútený ležať na posteli alebo gauči. A čím dlhšie ležia, tým sú ich svaly slabšie, takže zotavenie je nepravdepodobné. Kompaktné umelé pľúca boli vyvinuté preto, aby boli pacienti mobilní. Problém sa stal obzvlášť aktuálnym v roku 2009, keď vypukla prasacia chrípka, v dôsledku ktorej mnohí chorí prišli o pľúca.

Umelé pľúca môžu nielen pomôcť pacientom zotaviť sa z niektorých pľúcnych infekcií, ale tiež umožňujú pacientom čakať na vhodné darcovské pľúca na transplantáciu. Ako viete, front sa niekedy môže natiahnuť na mnoho rokov. Situáciu komplikuje skutočnosť, že u ľudí so zlyhanými pľúcami je spravidla veľmi oslabené aj srdce, ktoré musí pumpovať krv.

„Vytvorenie umelých pľúc je oveľa náročnejšia úloha ako navrhnutie umelého srdca. Srdce jednoducho pumpuje krv, zatiaľ čo pľúca sú komplexnou sieťou alviol, v rámci ktorej prebieha proces výmeny plynov. K dnešnému dňu neexistuje žiadna technológia, ktorá by sa čo i len priblížila k účinnosti skutočných pľúc, “hovorí William Federspiel z University of Pittsburgh.

Tím Williama Federspiela vyvinul umelé pľúca, ktoré obsahujú pumpu (podporuje srdce) a plynový výmenník, no zariadenie je také kompaktné, že sa bez problémov zmestí do malej tašky alebo batohu. Zariadenie je napojené na hadičky napojené na ľudský obehový systém, účinne obohacujú krv kyslíkom a odstraňujú z nej prebytočný oxid uhličitý. Tento mesiac boli ukončené úspešné testy prístroja na štyroch pokusných ovečkách, počas ktorých bola krv zvierat nasýtená kyslíkom na rôzne časové obdobia. Čas nepretržitej prevádzky zariadenia tak vedci postupne dotiahli na päť dní.

Alternatívny model umelých pľúc vyvíjajú vedci z Carnegie Mellon University v Pittsburghu. Toto zariadenie je určené predovšetkým tým pacientom, ktorých srdce je dostatočne zdravé na samostatné pumpovanie krvi cez vonkajší umelý orgán. Zariadenie je pripojené rovnakým spôsobom k trubiciam, ktoré sú priamo spojené s ľudským srdcom, po ktorých je pripevnené k telu pomocou popruhov. Obe zariadenia zatiaľ potrebujú zdroj kyslíka, inými slovami prídavnú prenosnú fľašu. Na druhej strane, v súčasnosti sa vedci snažia tento problém vyriešiť a celkom sa im to darí.

Práve teraz výskumníci testujú prototyp umelých pľúc, ktoré už nepotrebujú kyslíkovú nádrž. Nová generácia zariadenia bude podľa oficiálneho vyjadrenia ešte kompaktnejšia a z okolitého vzduchu sa bude uvoľňovať kyslík. Prototyp sa v súčasnosti testuje na laboratórnych potkanoch a vykazuje skutočne pôsobivé výsledky. Tajomstvo nového modelu umelých pľúc spočíva v použití ultratenkých (iba 20 mikrometrov) tubulov vyrobených z polymérových membrán, ktoré výrazne zväčšujú povrch výmeny plynov.

Moderná medicínska technika umožňuje nahradiť úplne alebo čiastočne choré ľudské orgány. Elektronický kardiostimulátor, zosilňovač zvuku pre ľudí trpiacich hluchotou, šošovka vyrobená zo špeciálneho plastu - to sú len niektoré príklady využitia techniky v medicíne. Stále rozšírenejšie sú aj bioprotézy poháňané miniatúrnymi zdrojmi energie, ktoré reagujú na bioprúdy v ľudskom tele.

Pri najzložitejších operáciách na srdci, pľúcach či obličkách poskytujú lekárom neoceniteľnú pomoc „Aparatúra na umelú cirkuláciu“, „Umelé pľúca“, „Umelé srdce“, „Umelá oblička“, ktoré preberajú funkcie operované orgány, umožňujú na chvíľu pozastaviť ich prácu.

"Umelé pľúca" sú pulzujúce čerpadlo, ktoré dodáva vzduch po častiach s frekvenciou 40-50 krát za minútu. Bežný piest na to nie je vhodný: častice materiálu jeho trecích častí alebo tesnenia sa môžu dostať do prúdu vzduchu. Tu a v iných podobných zariadeniach sa používajú vlnité kovové alebo plastové vlnovce - vlnovce. Vyčistený a privedený na požadovanú teplotu sa vzduch privádza priamo do priedušiek.

“Srdce-pľúca stroj” je podobný. Jeho hadice sú chirurgicky spojené s krvnými cievami.

Prvý pokus nahradiť funkciu srdca mechanickým analógom sa uskutočnil už v roku 1812. Až doteraz však medzi množstvom vyrábaných prístrojov nie sú úplne vyhovujúci lekári.

Domáci vedci a dizajnéri vyvinuli množstvo modelov pod všeobecným názvom „Search“. Ide o štvorkomorovú komorovú protézu vačkovitého typu, ktorá je určená na implantáciu v ortotopickej polohe.

Model rozlišuje ľavú a pravú polovicu, pričom každá z nich pozostáva z umelej komory a umelej predsiene.

Základnými prvkami umelej komory sú: telo, pracovná komora, vstupné a výstupné ventily. Plášť komory je vyrobený zo silikónovej gumy vrstvením. Matrica sa ponorí do tekutého polyméru, vyberie sa a vysuší - a tak ďalej a znovu, až kým sa na povrchu matrice nevytvorí viacvrstvová srdcová dužina.

Pracovná komora má podobný tvar ako telo. Bol vyrobený z latexovej gumy a potom zo silikónu. Konštrukčným znakom pracovnej komory je iná hrúbka steny, v ktorej sa rozlišujú aktívne a pasívne časti. Konštrukcia je navrhnutá tak, že ani pri plnom napnutí aktívnych sekcií sa protiľahlé steny pracovnej plochy komory navzájom nedotýkajú, čím sa eliminuje poranenie krviniek.

Ruský dizajnér Alexander Drobyshev napriek všetkým ťažkostiam naďalej vytvára nové moderné Poisk vzory, ktoré budú oveľa lacnejšie ako zahraničné modely.

Jeden z najlepších zahraničných systémov pre dnešok "Umelé srdce" "Novacor" stojí 400 tisíc dolárov. S ňou môžete čakať doma na operáciu aj celý rok.

V puzdre "Novakor" sú dve plastové komory. Na samostatnom vozíku je externá služba: riadiaci počítač, kontrolný monitor, ktorý zostáva v ambulancii pred lekármi. Doma s pacientom - zdroj energie, dobíjacie batérie, ktoré sa vymieňajú a dobíjajú zo siete. Úlohou pacienta je sledovať zelený indikátor svetiel, ktorý ukazuje nabitie batérií.

Zariadenia "Umelé obličky" fungujú pomerne dlho a lekári ich úspešne používajú.

Ešte v roku 1837, pri štúdiu procesov pohybu roztokov cez polopriepustné membrány, T. Grechen ako prvý použil a uviedol do používania termín „dialýza“ (z gréckeho dialisis – separácia). Ale až v roku 1912 bol na základe tejto metódy v Spojených štátoch skonštruovaný prístroj, pomocou ktorého jeho autori experimentálne odstraňovali salicyláty z krvi zvierat. V prístroji, ktorý nazvali „umelá oblička“, boli ako polopriepustná membrána použité kolódiové trubičky, cez ktoré zvieraťu prúdila krv a zvonku boli premývané izotonickým roztokom chloridu sodného. Kolódium používané J. Abelom sa však ukázalo ako dosť krehký materiál a neskôr iní autori skúšali aj iné materiály na dialýzu, ako črevá vtákov, plavecký mechúr rýb, pobrušnicu teliat, trstina a papier .

Na zabránenie zrážanlivosti krvi sa používal hirudín, polypeptid obsiahnutý vo sekréte slinných žliaz pijavice lekárskej. Tieto dva objavy boli prototypom pre celý nasledujúci vývoj v oblasti extrarenálnej očisty.

Bez ohľadu na vylepšenia v tejto oblasti, princíp zostáva rovnaký. V akomkoľvek variante "umelá oblička" zahŕňa nasledujúce prvky: polopriepustnú membránu, na ktorej jednej strane prúdi krv a na druhej strane - fyziologický roztok. Na prevenciu zrážania krvi sa používajú antikoagulanciá – liečivé látky, ktoré znižujú zrážanlivosť krvi. V tomto prípade sa vyrovnávajú koncentrácie nízkomolekulárnych zlúčenín iónov, močoviny, kreatinínu, glukózy a iných látok s malou molekulovou hmotnosťou. So zvýšením pórovitosti membrány dochádza k pohybu látok s vyššou molekulovou hmotnosťou. Ak k tomuto procesu pridáme prebytočný hydrostatický tlak zo strany krvi alebo podtlak zo strany premývacieho roztoku, potom bude proces prenosu sprevádzaný pohybom vody - konvekčným prenosom hmoty. Osmotický tlak možno využiť aj na prenos vody pridaním osmoticky aktívnych látok do dialyzátu. Najčastejšie sa na tento účel používala glukóza, menej často fruktóza a iné cukry a ešte zriedkavejšie produkty iného chemického pôvodu. Súčasne zavedením glukózy vo veľkých množstvách je možné dosiahnuť skutočne výrazný dehydratačný účinok, avšak zvýšenie koncentrácie glukózy v dialyzáte nad určité hodnoty sa neodporúča kvôli možnosti komplikácií.

Nakoniec je možné úplne opustiť roztok na preplachovanie membrán (dialyzát) a získať cez membránu výstup kvapalnej časti krvi: vody a látok s molekulovou hmotnosťou širokého rozsahu.

V roku 1925 vykonal J. Haas prvú dialýzu človeka a v roku 1928 použil aj heparín, keďže dlhodobé užívanie hirudínu bolo spojené s toxickými účinkami a jeho samotný účinok na zrážanlivosť krvi bol nestabilný. Prvýkrát bol heparín použitý na dialýzu v roku 1926 v experimente H. Nehelsa a R. Lima.

Keďže sa ukázalo, že vyššie uvedené materiály sú málo použiteľné ako základ na vytváranie semipermeabilných membrán, hľadanie ďalších materiálov pokračovalo a v roku 1938 sa po prvýkrát na hemodialýzu použil celofán, ktorý v nasledujúcich rokoch zostal hlavnou surovinou pre produkciu semipermeabilných membrán po dlhú dobu.

Prvý prístroj „umelej obličky“ vhodný na široké klinické využitie vytvorili v roku 1943 W. Kolff a H. Burke. Potom boli tieto zariadenia vylepšené. Rozvoj technického myslenia v tejto oblasti sa zároveň najskôr vo väčšej miere týkal úprav dialyzátorov a až v posledných rokoch sa začali vo veľkej miere dotýkať aj samotných prístrojov.

V dôsledku toho sa objavili dva hlavné typy dialyzátorov, takzvaný špirálový dialyzátor, kde sa používali celofánové trubice, a planparalelný, v ktorom sa používali ploché membrány.

V roku 1960 navrhol F. Keel veľmi úspešnú verziu planparalelného dialyzátora s polypropylénovými doskami a v priebehu niekoľkých rokov sa tento typ dialyzátora a jeho modifikácie rozšíril do celého sveta a zaujal popredné miesto medzi všetkými ostatnými typmi. dialyzátorov.

Potom sa proces vytvárania účinnejších hemodialyzátorov a zjednodušovania techniky hemodialýzy rozvinul v dvoch hlavných smeroch: v dizajne samotného dialyzátora, pričom jednorazové dialyzátory zaujímali časom dominantné postavenie, a v použití nových materiálov ako semipermeabilnej membrány.

Dialyzátor je srdcom "umelej obličky", a preto hlavné úsilie chemikov a inžinierov bolo vždy zamerané na zlepšenie tohto konkrétneho spojenia v komplexnom systéme prístroja ako celku. Technické myslenie však nezanedbávalo prístroj ako taký.

V 60. rokoch minulého storočia vznikla myšlienka využiť takzvané centrálne systémy, teda prístroje „umelej obličky“, v ktorých sa dialyzát pripravoval z koncentrátu – zmesi solí, ktorých koncentrácia bola 30 – 34-krát vyššia ako napr. ich koncentrácia v krvi pacienta.

Kombinácia preplachovacej dialýzy a recirkulačných techník bola použitá v mnohých umelých obličkových prístrojoch, ako napríklad od americkej firmy Travenol. V tomto prípade asi 8 litrov dialyzátu cirkulovalo vysokou rýchlosťou v samostatnej nádobe, do ktorej bol umiestnený dialyzátor a do ktorej sa každú minútu pridávalo 250 mililitrov čerstvého roztoku a rovnaké množstvo sa vyhodilo do kanalizácie.

Najprv sa na hemodialýzu používala jednoduchá voda z vodovodu, potom sa kvôli jej kontaminácii najmä mikroorganizmami pokúšali použiť destilovanú vodu, čo sa však ukázalo ako veľmi drahé a neefektívne. Problém sa radikálne vyriešil vytvorením špeciálnych systémov na prípravu vodovodnej vody, ktoré zahŕňajú filtre na jej čistenie od mechanických nečistôt, železa a jeho oxidov, kremíka a iných prvkov, iónomeničové živice na elimináciu tvrdosti vody a inštalácie takzvaná "reverzná" osmóza.

Veľa úsilia sa vynaložilo na zlepšenie monitorovacích systémov zariadení na umelé obličky. A tak okrem neustáleho monitorovania teploty dialyzátu začali neustále sledovať pomocou špeciálnych senzorov chemické zloženie dialyzátu so zameraním na celkovú elektrickú vodivosť dialyzátu, ktorá sa mení s poklesom koncentrácie solí, resp. sa zvyšuje s jeho nárastom.

Potom sa v zariadeniach „umelých obličiek“ začali používať iónovo selektívne prietokové senzory, ktoré by neustále monitorovali koncentráciu iónov. Počítač na druhej strane umožnil riadiť proces zavedením chýbajúcich prvkov z prídavných nádob, prípadne meniť ich pomer pomocou princípu spätnej väzby.

Hodnota ultrafiltrácie pri dialýze nezávisí len od kvality membrány, vo všetkých prípadoch je rozhodujúci transmembránový tlak, preto sa v monitoroch široko používajú tlakové snímače: stupeň riedenia v dialyzáte, hodnota tlaku na vstupe a výstupom dialyzátora. Moderné technológie využívajúce počítače umožňujú naprogramovať proces ultrafiltrácie.

Krv opúšťajúc dialyzátor vstupuje do žily pacienta cez vzduchovú pascu, čo umožňuje posúdiť približné množstvo prietoku krvi, tendenciu zrážania krvi. Aby sa zabránilo vzduchovej embólii, sú tieto pasce vybavené vzduchovodmi, pomocou ktorých v nich regulujú hladinu krvi. V súčasnosti sa v mnohých zariadeniach na vzduchové pasce nasadzujú ultrazvukové alebo fotoelektrické detektory, ktoré automaticky zablokujú žilovú líniu, keď hladina krvi v pasci klesne pod vopred stanovenú úroveň.

Nedávno vedci vytvorili zariadenia, ktoré pomáhajú ľuďom, ktorí prišli o zrak – úplne alebo čiastočne.

Napríklad zázračné okuliare vyvinula výskumná a vývojová výrobná spoločnosť "Rehabilitation" na základe technológií, ktoré sa predtým používali iba vo vojenských záležitostiach. Podobne ako nočný zameriavač funguje zariadenie na princípe infračerveného určovania polohy. Matné čierne sklá okuliarov sú vlastne plexisklové platne, medzi ktorými je uzavreté miniatúrne lokalizačné zariadenie. Celý lokátor spolu s rámom okuliarov váži asi 50 gramov - teda približne ako bežné okuliare. A vyberajú sa, ako okuliare pre vidiacich, prísne individuálne, aby to bolo pohodlné a krásne. „Šošovky“ plnia nielen svoje priame funkcie, ale zakrývajú aj očné chyby. Z dvoch desiatok možností si každý môže vybrať tú najvhodnejšiu pre seba.

Používanie okuliarov nie je vôbec ťažké: musíte si ich nasadiť a zapnúť napájanie. Zdrojom energie je pre nich plochá batéria veľkosti škatuľky cigariet. Tu v bloku je umiestnený aj generátor.

Signály, ktoré vysiela, sa po narážaní na prekážku vrátia späť a sú zachytené „šošovkami prijímača“. Prijaté impulzy sú zosilnené, v porovnaní s prahovým signálom, a ak sa vyskytne prekážka, okamžite zaznie bzučiak - čím hlasnejšie, tým bližšie sa k nemu človek priblíži. Dosah zariadenia je možné nastaviť pomocou jedného z dvoch rozsahov.

Práce na vytvorení elektronickej sietnice úspešne vykonávajú americkí špecialisti z NASA a hlavného centra Univerzity Johnsa Hopkinsa.

Najprv sa snažili pomôcť ľuďom, ktorí mali ešte nejaké zvyšky videnia. „Boli pre nich vytvorené teleokuliare,“ píšu S. Grigoriev a E. Rogov v časopise „Mladý technik“, „kde sú namiesto šošoviek inštalované miniatúrne televízne obrazovky. Rovnako maličké videokamery, umiestnené na ráme, posielajú do obrazu všetko, čo bežnému človeku spadá do zorného poľa. Pre zrakovo postihnutých je však obraz dešifrovaný aj pomocou vstavaného počítača. Takéto zariadenie nevytvára zvláštne zázraky a nerobí z nevidiacich nevidiacich, hovoria odborníci, ale umožní maximálne využiť zrakové schopnosti, ktoré človek ešte má, a uľahčí orientáciu.

Napríklad, ak človeku zostane aspoň časť sietnice, počítač obraz „rozdelí“ tak, aby človek videl prostredie aspoň pomocou zachovaných okrajových oblastí.

Podľa vývojárov takéto systémy pomôžu približne 2,5 miliónom ľudí so zrakovým postihnutím. Ale čo tí, ktorých sietnica je takmer úplne stratená? Vedci z očného centra Duke University (Severná Karolína) pre nich ovládajú operáciu implantácie elektronickej sietnice. Pod kožu sa implantujú špeciálne elektródy, ktoré po napojení na nervy prenášajú obraz do mozgu. Roleta vidí obraz pozostávajúci z jednotlivých svietiacich bodov, veľmi podobný zobrazovacej tabuli, ktorá je inštalovaná na štadiónoch, železničných staniciach a letiskách. Obraz na „výsledkovej tabuli“ opäť vytvárajú miniatúrne televízne kamery namontované na ráme okuliarov.

A napokon posledným dnešným vedeckým slovom je pokus o vytvorenie nových citlivých centier na poškodenej sietnici pomocou metód modernej mikrotechnológie. Prof. Rost Propet a jeho kolegovia sú teraz zapojení do takýchto operácií v Severnej Karolíne. Spolu so špecialistami z NASA vytvorili prvé vzorky subelektronickej sietnice, ktorá je priamo implantovaná do oka.

„Naši pacienti, samozrejme, nikdy nebudú môcť obdivovať obrazy Rembrandta,“ hovorí profesor. „Naďalej však budú vedieť rozlíšiť, kde sú dvere a kde je okno, dopravné značky a vývesné štíty...“

100 veľkých zázrakov technológie

Štátna polytechnická univerzita v Petrohrade

KURZOVÁ PRÁCA

Disciplína: Lekárske aplikačné materiály

Predmet: umelé pľúca

St. Petersburg

Zoznam symbolov, termínov a skratiek 3

1. Úvod. 4

2. Anatómia dýchacieho systému človeka.

2.1. Dýchacie cesty. 4

2.2. Pľúca. 5

2.3. Pľúcna ventilácia. 5

2.4. Zmeny objemu pľúc. 6

3. Umelá pľúcna ventilácia. 6

3.1. Základné metódy umelej pľúcnej ventilácie. 7

3.2. Indikácie pre použitie umelej pľúcnej ventilácie. osem

3.3. Kontrola primeranosti umelej pľúcnej ventilácie.

3.4. Komplikácie s umelou ventiláciou pľúc. deväť

3.5. Kvantitatívne charakteristiky spôsobov umelej pľúcnej ventilácie. desať

4. Prístroj na umelú ventiláciu pľúc. desať

4.1. Princíp činnosti prístroja na umelú ventiláciu pľúc. desať

4.2. Lekárske a technické požiadavky na ventilátor. jedenásť

4.3. Schémy na dodávanie plynnej zmesi pacientovi.

5. Prístroj srdce-pľúca. trinásť

5.1. Membránové oxygenátory. štrnásť

5.2. Indikácie pre mimotelovú membránovú oxygenáciu. 17

5.3. Kanylácia pre mimotelovú membránovú oxygenáciu. 17

6. Záver. osemnásť

Zoznam použitej literatúry.

Zoznam symbolov, termínov a skratiek

IVL - umelá pľúcna ventilácia.

BP - krvný tlak.

PEEP je pozitívny tlak na konci výdychu.

AIC - prístroj srdce-pľúca.

ECMO - mimotelová membránová oxygenácia.

VVEKMO - venovenózna mimotelová membránová oxygenácia.

VAECMO - veno-arteriálna mimotelová membránová oxygenácia.

Hypovolémia je zníženie objemu cirkulujúcej krvi.

Zvyčajne sa to konkrétnejšie týka zníženia objemu plazmy.

Hypoxémia - zníženie obsahu kyslíka v krvi v dôsledku porúch krvného obehu, zvýšený dopyt tkanív po kyslíku, zníženie výmeny plynov v pľúcach pri ich chorobách, zníženie obsahu hemoglobínu v krvi atď.

Hyperkapnia je zvýšený parciálny tlak (a obsah) CO2 v arteriálnej krvi (a v tele).

Intubácia je zavedenie špeciálnej trubice do hrtana cez ústa, aby sa eliminovalo zlyhanie dýchania pri popáleninách, niektorých úrazoch, ťažkých kŕčoch hrtana, záškrtu hrtana a jeho akútnych, rýchlo vymiznutých edémoch, napríklad alergických.

Tracheostómia je umelo vytvorená fistula priedušnice, privedená do vonkajšej oblasti krku na dýchanie, obchádzajúc nosohltan.

Do tracheostómie sa zavedie tracheostomická kanyla.

Pneumotorax je stav charakterizovaný nahromadením vzduchu alebo plynu v pleurálnej dutine.

1. Úvod.

Ľudský dýchací systém poskytuje in-stu-p-le-tion v or-ganizme ki-slo-ro-yes a odstraňovanie uhlia-le-ki-slo-go plynu. Transport plynov a iných non-ho-di-my alebo-ha-low-mu látok os-sche-st-v-la-et-sya pomocou cro- ve-nos-noy sis-the-we.

Funkcia dýchacieho-ha-tel-noy systému-te-we spočíva len v dodaní krvi presne takým množstvom ki -slo-ro-yes a odstránením uhlíka-le-sour plynu. Hi-mi-che-recovery-sta-new-le-nie mo-le-ku-lyar-no-go ki-slo-ro-yes with ob-ra-zo-va-ni-em water-du - lives pre cicavce hlavným zdrojom energie. Bez nej život nemôže pokračovať dlhšie ako pár sekúnd.

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

Rod ki-slo- zahrnutý v CO2 nie je pro-is-ho-dit nie-in-medium-st-ven-ale z rodu mo-le-ku-lar-no-go ki-slo-. Využitie O2 a tvorba CO2 sú spojené s me-zh-du s-battle pro-me-zhu-prescise-we-mi me-ta-bo -li-che-ski-mi re-ak-tion- mi; theo-re-ti-che-ski, každý z nich nejaký čas trvá.

Výmena O2 a CO2 medzi or-ha-low-mom a prostredím on-zy-va-et-sya dy-ha-ni-em. U vyšších živočíchov prebieha proces dýchania-ha-niya osu-sche-st-in-la-et-sya bla-go-da-rya row-du-after-to-va-tel-nyh procesov.

1. Výmena plynov medzi médiom a pľúcami, ktorá sa zvyčajne označuje ako „ľahká ventilácia“.

Výmena plynu medzi al-ve-o-la-mi pľúcami a krvným pohľadom (ľahké dýchanie).

3. Výmena plynov medzi krvným obrazom a tkanivom. Plyny sa re-re-ho-dyat vo vnútri tkaniny na miesta dopytu (pre O2) az miest produkcie (pre CO2) (lepidlo-presné dýchanie).

Vy-pa-de-ktorýkoľvek z týchto procesov prináša do na-ru-she-ni-jam dy-ha-nia a vytvára nebezpečenstvo pre život - nie pre človeka.

2.
Ana-to-miya ľudského dýchacieho systému.

Dy-ha-tel-naya sys-te-ma che-lo-ve-ka sa skladá z tkanív a or-ga-nov, ktoré poskytujú-ne-chi-vayu-schih le-goch-nuyu žily -ti-la- a ľahké dýchanie. K vzduch-du-ho-nos-ny spôsoby od-no-syat-sya: nos, in-stratený nos, ale-s-prehltnúť-ka, gore-tan, tra-cheya, bron-hi a bron -chio-ly.

Pľúca sa skladajú z bron-chi-ol a al-ve-o-lyar-nyh vakov, ako aj ar-te-riy, ka-pil-la-ditch a žily le-goch-no-go kru-ha kro- in-o-ra-sche-niya. K elementu-muži-tam ko-st-ale-my-shchech-noy system-the-my, spojenému s dychom-ha-ni-em, z-no-syat-sya rib-ra, medzirebrovými svalmi. , bránice a pomocných dýchacích svalov.

Air-du-ho-nose-nye spôsobom.

Nos a dutina nosa slúžia ako pro-in-dia-schi-mi ka-na-la-mi pre air-du-ha, v niektorých je to on-gre-va-et-sya, uv- lazh-nya-et-sya a filter-ru-et-sya. In-stratený but-sa you-stall-on-bo-ha-you-ku-la-ri-zo-van-noy mu-zi-stay shell-coy. Mnoho-číslo-len-rovnaké-st-hair-los-ki, ako aj dodané-manželka res-nich-ka-mi epi-te-li-al-nye a bo-ka-lo-vid-nye bunky slúžia pre oči dych-hae-mo-tý vzduch-du-ha z pevných častíc.

V hornej časti los-ti ležia ob-nya-tel-bunky.

Gor-tan leží medzi tra-he-she a koreňom jazyka. V-strate hory-ta-nie raz-de-le-na-dva sklady-ka-mi sli-zi-stojan shell-ki, nie polo-no-stu konverge-dya-schi-mi-sya na strednej čiare. Pro-country-st-in-mezi týmito skladmi-ka-mi - go-lo-so-vaya medzera pre-schi-sche-ale tanier-coy in-lok-no-sto-go chrupavky - nad horou-tan -no-com.

Tra-heya na-chi-na-et-sya na dolnom konci hôr-ta-ni a klesá do hrudnej dutiny, kde de-lit-sya na pravej -vy a ľavej priedušky; stena-ka jeho asi-ra-zo-va-on s-jedným-ni-tel-noy tkaniva a chrupavky.

Hodiny, pripojené k pi-che-vo-du, for-me-shche-we-vláknité väzivo. Pravý bronchus je zvyčajne krátky-ro-che a široký-re left-of-the-go. Vstúpte do pľúc, hlavné priedušky v stupňoch, ale rozdeľujú sa do stále viac malých rúrok (bron-chio-ly), tie najmenšie z nich sú ko-nech-nye bron-chio-ly yav- la-yut-sya v ďalšom prvku spôsobov air-du-ho-nos-ny. Od hôr-ta-ni až po koniec bron-chi-ol rúr you-stlay-we-me-tsa-tel-ny epi-the-li-em.

2.2.

Vo všeobecnosti majú pľúca vzhľad pier-cha-tyh, in-fig-tyh-well-with-vid-nyh-ra-zo-va-ny, ležiace v oboch v-lo-vi-nah hrudníku -noy in-los-ti. Najmenší konštrukčný prvok ľahko prenosnej - dol-ka sa skladá z konečnej bron-chio-la, vedúcej k nohe-goch-nu bron-hyo-lu a al-ve-o-lar-ny vaku. Steny svetla bron-chio-ly a al-ve-o-lyar-no-go bag ob-ra-zu-yut corner-lub-le-nia - al-ve-o-ly . Táto štruktúra pľúc zväčšuje ich dýchací povrch, ktorý je 50-100-krát väčší ako povrch tela.

Steny al-ve-olu pozostávajú z jednej vrstvy buniek epi-te-li-al-nyh a ok-ru-zhe-ny le-goch-ny-mi ka-pil -la-ra-mi. Vnútorná-ren-nya-top-ness al-ve-o-ly in-strecha-ta-top-but-st-but-active-thing-th-st-vom sur-fak-tan- volume. From-del-naya al-ve-o-la, tesne co-at-ka-say-scha-sya so co-sed-ni-mi štruktúrami-tu-ra-mi, nemá žiadnu formu -right-vil-no -go-many-grand-no-ka a približné veľkosti do 250 mikrónov.

Predpokladá sa, že všeobecný povrch je al-ve-ol, cez nejaký os-shche-st-in-la-et-sya gas-zo-ob -men, ex-po-nen-qi-al-but for-wee-sit od tehu te-la. S vekom, from-me-cha-et-sya, zníženie oblasti-di-top-no-sti al-ve-ol.

Každý z nich je ľahký-niečo ok-ru-rovnaký-ale vak-com - pľuvanec-roj. Vonkajší (pa-ri-tal-ny) list pohrudnice je pripevnený k vnútornému-ren-it na hornej strane hrudnej steny a bránice -me, internal-ren-ny (vis-ce-ral-ny ) in-roof-va-et easy.

Medzera medzi me-zh-du-li-st-ka-mi on-zy-va-et-sya slezina-ral-noy-lo-stu. S pohybom hrudníka sa vnútorný list zvyčajne ľahko posúva po vonkajšej strane. Tlak v plevis-ral-noy in-los-ti je vždy menší ako at-mo-spheres-no-go (from-ri-tsa-tel-noe).

Umelé orgány: človek môže všetko

V podmienkach-lo-vi-yah je intrapleurálny tlak človeka v priemere 4,5 Torr pod 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; je v tom tra-hea, struma je same-le-za (ti-mus) a srdce s bolesťou-shi-mi so-su-da-mi, lim-fa-tiche uzlami a pi. -shche-voda.

Svetlé art-the-riya nečerpá krv z pravej dcéry srdca, delí sa na pravú a ľavú vetvu, ktorá -niečo napravo-la-ut-Xia do pľúca.

Tieto ar-te-rii vet-vyat-sya, sledujúce bron-ha-mi, dodávajú veľké štruktúry-tu-ry ľahko a tvoria pil-la-ry, op-le-taviace sa steny-ki al-ve-ol. Vzduch-duch v al-ve-o-le z-de-len z cro-vie v cap-pil-la-re wall-coy al-ve-o-ly, wall-coy cap-pil-la-ra a v niektorých prípadoch pro-me-zhu-presná vrstva medzi me-zh-du-no-mi.

Z ka-pil-la-ditch krv prúdi do malých žiliek, niektoré sa na konci koncov spájajú a tvoria pľúcne žily zu-yut, zásobujúce krvou ľavé predsrdce.

Bron-chi-al-nye ar-te-rii z kruhu bolesti-sho-th tiež privádzajú krv do pľúc, ale dodávajú bron-chi a bron-chio-ly, lim-fa-ti-che-uzly, steny cro-ve-nos-nyh co-kurtov a pleu-ru.

Väčšina tejto krvi je z-te-ka-et do bron-chi-al-žil a z-do-yes - do nepárového (vpravo) a do lu -nepáru-nuyu ( vľavo-va). Veľmi nie-bolesť-topánka-či-che-st-vo ar-te-ri-al-noy bron-hi-al-noy krvi-vi-st-pa-et v l-goch-ny ve-ns .

10 umelých orgánov na vytvorenie skutočnej osoby

Orchestrion(German Orchestrion) - názov radu hudobných nástrojov, ktorých princíp je podobný organu a ústnej harmonike.

Orchestrión bol pôvodne prenosný organ navrhnutý opátom Voglerom v roku 1790. Obsahoval asi 900 píšťal, 4 manuály po 63 kláves a 39 pedálov. „Revolučný“ charakter Voglerovho orchestra spočíval v aktívnom využívaní kombinačných tónov, čo umožnilo výrazne zmenšiť veľkosť labiálnych organových píšťal.

V roku 1791 dostal rovnaký názov nástroj, ktorý vytvoril Thomas Anton Kunz v Prahe. Tento nástroj bol vybavený organovými píšťalami a strunami podobnými klavíru. Kunzov orchester mal 2 manuály po 65 kláves a 25 pedálov, mal 21 registrov, 230 strún a 360 píšťal.

Začiatkom 19. storočia pod názvom orchestrion (tiež orchester) objavilo sa množstvo automatických mechanických nástrojov prispôsobených na napodobňovanie zvuku orchestra.

Nástroj vyzeral ako skriňa, v ktorej bola umiestnená pružina alebo pneumatický mechanizmus, ktorý sa aktivoval pri hodení mince. Usporiadanie strún alebo píšťal nástroja bolo zvolené tak, aby pri chode mechanizmu zneli určité hudobné diela. Nástroj získal mimoriadnu popularitu v 20. rokoch 20. storočia v Nemecku.

Neskôr bol orchestrion nahradený gramofónmi.

pozri tiež

Poznámky

Literatúra

Orchester // Hudobné nástroje: Encyklopédia. - M.: Deka-VS, 2008. - S. 428-429. - 786 s.
Orchester // Veľká ruská encyklopédia. Ročník 24. - M., 2014. - S. 421.
Mirek A.M. Voglerov orchester // Odkaz na harmonickú schému. - M.: Alfréd Mirek, 1992. - S. 4-5. - 60 s.
Orchester // Hudobný encyklopedický slovník. - M.: Sovietska encyklopédia, 1990. - S. 401. - 672 s.
Orchester // Hudobná encyklopédia. - M.: Sovietska encyklopédia, 1978. - T. 4. - S. 98-99. - 976 s.
Herbert Jüttemann: Orchestrien aus dem Schwarzwald: Instrumente, Firmen und Fertigungsprogramme.
Bergkirchen: 2004. ISBN 3-932275-84-5.

CC © wikiredia.ru

Experiment uskutočnený na univerzite v Granade bol prvým, pri ktorom bola vytvorená umelá koža s dermis na báze biomateriálu aragoso-fibrín. Doteraz sa používali iné biomateriály ako kolagén, fibrín, kyselina polyglykolová, chitosan atď.

Bola vytvorená stabilnejšia pokožka s funkčnosťou podobnou normálnej ľudskej pokožke.

umelé črevo

V roku 2006 britskí vedci oznámili vytvorenie umelého čreva schopného presne reprodukovať fyzikálne a chemické reakcie, ku ktorým dochádza počas trávenia.

Organ je vyrobený zo špeciálneho plastu a kovu, ktoré sa nezrútia a nekorodujú.

Potom, po prvýkrát v histórii, bola vykonaná práca, ktorá demonštrovala, ako možno ľudské pluripotentné kmeňové bunky v Petriho miske zostaviť do telesného tkaniva s trojrozmernou architektúrou a typom spojení, ktoré sú vlastné prirodzene vyvinutému mäsu.

Umelé črevné tkanivo by mohlo byť terapeutickou možnosťou číslo 1 pre ľudí trpiacich nekrotizujúcou enterokolitídou, zápalovým ochorením čriev a syndrómom krátkeho čreva.

Počas výskumu skupina vedcov vedená Dr. Jamesom Wellsom použila dva typy pluripotentných buniek: embryonálne ľudské kmeňové bunky a indukované, získané preprogramovaním ľudských kožných buniek.

Embryonálne bunky sa nazývajú pluripotentné, pretože sú schopné premeniť sa na ktorúkoľvek z 200 rôznych typov buniek ľudského tela.

Indukované bunky sú vhodné na „česanie“ genotypu konkrétneho darcu, bez rizika ďalšieho odmietnutia a s tým spojených komplikácií. Ide o nový vynález vedy, takže zatiaľ nie je jasné, či indukované bunky dospelého organizmu majú rovnaký potenciál ako bunky embrya.

Umelé črevné tkanivo bolo „uvoľnené“ v dvoch formách, zostavených z dvoch rôznych typov kmeňových buniek.

Premeniť jednotlivé bunky na črevné tkanivo si vyžiadalo veľa času a úsilia.

Vedci zozbierali tkanivo pomocou chemikálií, ako aj proteínov nazývaných rastové faktory. V skúmavke rástla živá hmota rovnakým spôsobom ako vo vyvíjajúcom sa ľudskom embryu.

umelé orgány

Najprv sa získa takzvaný endoderm, z ktorého vyrastie pažerák, žalúdok, črevá a pľúca, ale aj pankreas a pečeň. Ale lekári dali príkaz endodermu, aby sa vyvinul iba do primárnych buniek čreva. Trvalo 28 dní, kým vyrástli do hmatateľných výsledkov. Tkanivo dozrelo a získalo absorpčnú a sekrečnú funkčnosť zdravého ľudského tráviaceho traktu. Má tiež špecifické kmeňové bunky, s ktorými sa teraz bude oveľa jednoduchšie pracovať.

umelá krv

Darcov krvi je vždy nedostatok – ruské kliniky sú zásobované krvnými produktmi len za 40 % normy.

Jedna operácia srdca pomocou systému umelého obehu vyžaduje krv 10 darcov. Existuje možnosť, že problém pomôže vyriešiť umelá krv – ako konštruktér ju už vedci začali zbierať. Bola vytvorená syntetická plazma, erytrocyty a krvné doštičky. Ešte trochu a môžeme sa stať Terminátormi!

Plazma- jedna z hlavných zložiek krvi, jej tekutá časť. "Plastová plazma", vytvorená na University of Sheffield (Veľká Británia), môže vykonávať všetky funkcie skutočnej plazmy a je pre telo absolútne bezpečná. Obsahuje chemikálie, ktoré môžu prenášať kyslík a živiny. Dnes je umelá plazma určená na záchranu životov v extrémnych situáciách, no v blízkej budúcnosti sa bude využívať všade.

No, to je pôsobivé. Aj keď je trochu strašidelné si predstaviť, že vo vás prúdi tekutý plast, alebo skôr plastová plazma. Koniec koncov, aby sa stal krvou, musí byť naplnený erytrocytmi, leukocytmi a krvnými doštičkami. Špecialisti z Kalifornskej univerzity (USA) sa rozhodli pomôcť svojim britským kolegom s „krvavým konštruktérom“.

Vyvinuli sa plne syntetické erytrocyty z polymérov schopných prenášať kyslík a živiny z pľúc do orgánov a tkanív a naopak, teda plniť hlavnú funkciu skutočných červených krviniek.

Okrem toho môžu dodávať lieky do buniek. Vedci sú presvedčení, že v najbližších rokoch budú ukončené všetky klinické skúšky umelých erytrocytov a budú sa môcť použiť na transfúziu.

Je pravda, že predtým, ako ich zriedili v plazme - dokonca aj v prírodnej, dokonca aj v syntetickej.

Nechcú zaostávať za svojimi kalifornskými kolegami, umelé krvných doštičiek vyvinuté vedcami z Case Western Reserve University, Ohio. Aby sme boli presní, nejde presne o krvné doštičky, ale o ich syntetických pomocníkov, ktoré tiež pozostávajú z polymérneho materiálu. Ich hlavnou úlohou je vytvorenie efektívneho prostredia na lepenie krvných doštičiek, ktoré je nevyhnutné na zastavenie krvácania.

Teraz na klinikách sa na to používa hmota krvných doštičiek, ale jej získanie je namáhavý a pomerne dlhý proces. Je potrebné nájsť darcov, urobiť prísny výber krvných doštičiek, ktoré navyše nie sú skladované dlhšie ako 5 dní a sú náchylné na bakteriálne infekcie.

Príchod umelých krvných doštičiek všetky tieto problémy odstraňuje. Takže vynález bude dobrým pomocníkom a umožní lekárom, aby sa nebáli krvácania.

Skutočná a umelá krv. čo je lepšie

Pojem „umelá krv“ je trochu nesprávne pomenovanie. Skutočná krv vykonáva veľké množstvo úloh. Umelá krv dokáže vykonávať zatiaľ len niektoré.Ak vznikne plnohodnotná umelá krv, ktorá dokáže úplne nahradiť tú pravú, bude to skutočný prelom v medicíne.

Umelá krv má dve hlavné funkcie:

1) zvyšuje objem krviniek

2) vykonáva funkcie obohacovania kyslíkom.

Kým látka, ktorá zväčšuje objem krviniek, sa už dlho používa v nemocniciach, oxygenoterapia je stále vo vývoji a klinickom výskume.

3. Údajné výhody a nevýhody umelej krvi

umelé kosti

Lekári z Imperial College London tvrdia, že sa im podarilo vyrobiť pseudokostný materiál, ktorý je svojim zložením najviac podobný skutočným kostiam a má minimálnu šancu na odmietnutie.

Nové umelé kostné materiály v skutočnosti pozostávajú z troch chemických zlúčenín naraz, ktoré simulujú prácu skutočných buniek kostného tkaniva.

Lekári a špecialisti na protetiku po celom svete teraz vyvíjajú nové materiály, ktoré by mohli slúžiť ako kompletná náhrada kostného tkaniva v ľudskom tele.

Dodnes však vedci vytvorili len materiály podobné kostiam, ktoré sa zatiaľ nepodarilo transplantovať namiesto skutočných kostí, aj keď zlomených.

Hlavným problémom takýchto pseudo-kostných materiálov je, že ich telo nepozná ako „prirodzené“ kostné tkanivá a nezakorení sa v nich. Výsledkom je, že v tele pacienta s transplantovanými kosťami môžu začať rozsiahle rejekčné procesy, ktoré v najhoršom prípade môžu viesť až k masívnemu zlyhaniu imunitného systému a smrti pacienta.

umelé pľúca

Americkí vedci z Yale University pod vedením Laury Niklason urobili prelom: podarilo sa im vytvoriť umelé pľúca a transplantovať ich potkanom.

Oddelene boli vytvorené aj pľúca, ktoré fungujú autonómne a napodobňujú prácu skutočného orgánu.

Treba povedať, že ľudské pľúca sú zložitý mechanizmus.

Plocha jedného pľúca u dospelého človeka je asi 70 metrov štvorcových, zostavená tak, aby sa zabezpečil účinný prenos kyslíka a oxidu uhličitého medzi krvou a vzduchom. Pľúcne tkanivo sa však ťažko opravuje, takže v súčasnosti je jediným spôsobom, ako nahradiť poškodené časti orgánu, transplantácia. Tento postup je veľmi riskantný vzhľadom na vysoké percento odmietnutí.

Podľa štatistík desať rokov po transplantácii zostáva nažive iba 10-20% pacientov.

"Umelé pľúca" sú pulzujúce čerpadlo, ktoré dodáva vzduch po častiach s frekvenciou 40-50 krát za minútu. Klasický piest na to nie je vhodný, častice materiálu jeho trecích častí alebo tesnenia sa môžu dostať do prúdu vzduchu. Tu a v iných podobných zariadeniach sa používajú vlnité kovové alebo plastové vlnovce - vlnovce.

Vyčistený a privedený na požadovanú teplotu sa vzduch privádza priamo do priedušiek.

Zmeniť ruku? Žiaden problém!..

umelé ruky

Umelé ruky v 19. storočí

sa delili na „pracovné ruky“ a „kozmetické ruky“, čiže luxusný tovar.

Pre murára alebo robotníka sa obmedzovali na uloženie obväzu z koženého návleku s kovaním na predlaktie alebo rameno, ku ktorému bol pripevnený nástroj zodpovedajúci profesii robotníka - kliešte, krúžok, hák atď.

Kozmetické umelé ruky boli v závislosti od povolania, životného štýlu, stupňa vzdelania a iných podmienok viac či menej zložité.

Umelá ruka by mohla byť v podobe prírodnej ruky, ktorá by mala na sebe elegantnú detskú rukavicu, schopnú robiť jemnú prácu; písať a dokonca aj zamiešať karty (ako slávna ruka generála Davydova).

Ak amputácia nedosiahla lakťový kĺb, potom pomocou umelej ruky bolo možné vrátiť funkciu hornej končatiny; ale ak bola amputovaná horná časť ramena, potom bola práca ruky možná len prostredníctvom objemných, veľmi zložitých a náročných prístrojov.

Okrem posledne menovaného tvorili umelé horné končatiny dva kožené alebo kovové návleky na nadlaktie a predlaktie, ktoré boli nad lakťovým kĺbom pohyblivo zavesené pomocou kovových dlah. Ruka bola vyrobená zo svetlého dreva a buď pripevnená na predlaktie, alebo pohyblivá.

V kĺboch každého prsta boli pružiny; z koncov prstov vychádzajú črevné šnúrky, ktoré boli spojené za zápästným kĺbom a pokračovali v podobe dvoch pevnejších šnúrok a jedna, prechádzajúca cez valčeky cez lakťový kĺb, bola pripevnená k pružine na hornom ramene, pričom druhý, tiež pohybujúci sa na bloku, voľne zakončený okom.

Pri dobrovoľnej flexii lakťového kĺbu sa prsty v tomto aparáte uzavreli a úplne sa uzavreli, ak bolo rameno ohnuté v pravom uhle.

Pri objednávkach umelých rúk stačilo uviesť miery dĺžky a objemu pahýľa, ako aj zdravej ruky a vysvetliť techniku účelu, ktorému majú slúžiť.

Protézy na ruky by mali mať všetky potrebné vlastnosti, napríklad funkciu zatvárania a otvárania ruky, držanie a uvoľňovanie čohokoľvek z rúk a protéza by mala mať vzhľad, ktorý čo najbližšie kopíruje stratenú končatinu.

Existujú aktívne a pasívne protetické ruky.

Pasívne len kopírujú vzhľad ruky, zatiaľ čo aktívne, ktoré sa delia na bioelektrické a mechanické, plnia oveľa viac funkcií. Mechanická ruka pomerne presne kopíruje skutočnú ruku, takže každý človek po amputácii si môže oddýchnuť medzi ľuďmi a tiež môže vziať predmet a uvoľniť ho.

Obväz, ktorý je pripevnený k ramennému pletencu, uvedie kefu do pohybu.

Bioelektrická protéza funguje vďaka elektródam, ktoré snímajú prúd generovaný svalmi pri kontrakcii, signál sa prenáša do mikroprocesora a protéza sa pohybuje.

umelé nohy

Pre človeka s fyzickým poškodením dolných končatín sú samozrejme dôležité kvalitné protézy nôh.

Práve od úrovne amputácie končatiny bude závisieť správny výber protézy, ktorá nahradí a dokonca dokáže obnoviť mnohé funkcie, ktoré boli pre končatinu charakteristické.

Existujú protézy pre mladých aj starých ľudí, ako aj pre deti, športovcov, ale aj tých, ktorí aj napriek amputácii vedú rovnako aktívny život. Prvotriedna protéza pozostáva zo systému chodidla, kolenných kĺbov, adaptérov vyrobených z prvotriedneho materiálu a zvýšenej pevnosti.

Strany:← predchádzajúca1234nasledujúca →

Ťažké poruchy dýchania vyžadujú núdzovú pomoc vo forme nútenej ventilácie. Či už zlyhanie samotných pľúc alebo dýchacích svalov je bezpodmienečnou potrebou pripojiť zložité zariadenia na nasýtenie krvi kyslíkom. Rôzne modely ventilátorov sú nevyhnutným vybavením intenzívnej starostlivosti alebo resuscitačných služieb nevyhnutným na udržanie života pacientov, u ktorých sa prejavili akútne respiračné poruchy.

V núdzových situáciách je takéto vybavenie, samozrejme, dôležité a nevyhnutné. Ako prostriedok pravidelnej a dlhodobej terapie však, žiaľ, nie je bez nevýhod. Napríklad:

potreba trvalého pobytu v nemocnici;
trvalé riziko zápalových komplikácií v dôsledku použitia pumpy na prívod vzduchu do pľúc;
obmedzenia kvality života a nezávislosti (nehybnosť, neschopnosť normálne jesť, ťažkosti s rečou atď.).

Na odstránenie všetkých týchto ťažkostí pri súčasnom zlepšení procesu saturácie krvi kyslíkom umožňuje inovatívny systém umelých pľúc iLA resuscitáciu, ktorej terapeutické a rehabilitačné využitie dnes ponúkajú nemecké kliniky.

Bezrizikové zvládanie dýchacích ťažkostí

Systém iLA je zásadne odlišný vývoj. Jeho pôsobenie je mimopľúcne a úplne neinvazívne. Poruchy dýchania sú prekonané bez nútenej ventilácie. Schéma saturácie krvi kyslíkom sa vyznačuje nasledujúcimi sľubnými inováciami:

nedostatok vzduchového čerpadla;
absencia invazívnych („zapustených“) zariadení v pľúcach a dýchacích cestách.

Pacienti, ktorí majú umelú pľúcnu iLA, nie sú viazaní na stacionárny prístroj a nemocničné lôžko, môžu sa normálne pohybovať, komunikovať s inými ľuďmi, sami jesť a piť.

Najdôležitejšia výhoda: nie je potrebné uvádzať pacienta do umelej kómy s umelou podporou dýchania. Použitie štandardných ventilátorov si v mnohých prípadoch vyžaduje komatózne „vypnutie“ pacienta. Prečo? Na zmiernenie fyziologických následkov útlmu dýchania pľúc. Bohužiaľ, je to fakt: ventilátory stláčajú pľúca. Čerpadlo dodáva vzduch pod tlakom. Rytmus prívodu vzduchu reprodukuje rytmus dychov. Ale pri prirodzenom dychu sa pľúca rozširujú, v dôsledku čoho sa tlak v nich znižuje. A pri umelom vstupe (nútený prívod vzduchu) sa tlak naopak zvyšuje. Toto je opresívny faktor: pľúca sú v stresovom režime, čo spôsobuje zápalovú reakciu, ktorá sa v obzvlášť závažných prípadoch môže preniesť na iné orgány – napríklad pečeň alebo obličky.

To je dôvod, prečo sú dva faktory prvoradé a rovnako dôležité pri používaní čerpacích zariadení na podporu dýchania: naliehavosť a opatrnosť.

Systém iLA tým, že rozširuje škálu výhod v umelej podpore dýchania, eliminuje súvisiace nebezpečenstvá.

Ako funguje okysličovač krvi?

Názov „umelé pľúca“ má v tomto prípade osobitný význam, keďže systém iLA funguje úplne autonómne a nie je funkčným doplnkom k vlastným pľúcam pacienta. V skutočnosti ide o prvé umelé pľúca na svete v pravom zmysle slova (a nie o pľúcnu pumpu). Vetrané nie sú pľúca, ale samotná krv. Na nasýtenie krvi kyslíkom a odstránenie oxidu uhličitého sa použil membránový systém. Mimochodom, na nemeckých klinikách sa systém nazýva takto: membránový ventilátor (iLA Membranventilator). Krv je dodávaná do systému v prirodzenom poradí, silou kompresie srdcového svalu (a nie membránovou pumpou, ako v prístroji srdce-pľúca). Výmena plynov sa uskutočňuje v membránových vrstvách prístroja v podstate rovnakým spôsobom ako v pľúcnych alveolách. Systém skutočne funguje ako „tretie pľúca“, ktoré vykladajú choré dýchacie orgány pacienta.

Prístroj na výmenu membrán (samotné „umelé pľúca“) je kompaktný, jeho rozmery sú 14 x 14 centimetrov. Pacient nosí nástroj so sebou. Krv do nej vstupuje cez port katétra, špeciálne spojenie so stehennou tepnou. Na pripojenie zariadenia nie je potrebná žiadna chirurgická operácia: port sa vloží do tepny takmer rovnakým spôsobom ako ihla injekčnej striekačky. Spojenie je realizované v inguinálnej zóne, špeciálna konštrukcia portu neobmedzuje pohyblivosť a nespôsobuje pacientovi vôbec žiadne nepríjemnosti.

Systém je možné používať bez prerušenia pomerne dlhú dobu, až jeden mesiac.

Indikácie pre použitie iLA

V zásade ide o akékoľvek poruchy dýchania, najmä chronické. Výhody umelých pľúc sa v najväčšej miere prejavujú v nasledujúcich prípadoch: