私たちの胸の底には、横隔膜と呼ばれる小さいながらも強力な筋肉構造があります。これが収縮すると、下に押し下げられ、胸部に真空が生じます。私たちの肺はスポンジのように拡張して、新鮮で重要な空気を取り込みます。横隔膜が弛緩すると空気が押し出され、肺が継続的に再生できるようになります。
深刻な慢性呼吸器疾患、ALS、または横隔膜の損傷に苦しんでいる人は、自力で呼吸することが困難です。この状態は、より深刻な問題や死に至る原因となる可能性があります. MIT の研究者は、洗練された小型化されたロボット ファンを作成しました 埋め込み型、「横隔膜アシスタント」として機能します。これは風船のような 2 本の柔らかいチューブで構成されており、外部ポンプを使用してチューブを膨らませると、横隔膜を押し下げて肺の拡張を助ける人工筋肉のように機能します。このシステムは横隔膜の自然なリズムに合わせて調整でき、呼吸に重要なサポートを提供します。
新鮮な空気の息吹
のチーム エレン・ロッチ機械工学の准教授であり、マサチューセッツ工科大学医工学科学研究所のメンバーでもある彼は、このまったく新しい補助呼吸システムの実現可能性を実証するために設計されたこのプロジェクトを主導しています。
「私たちは人間の呼吸の生体力学に基づいて、体に酸素を届ける新しい方法を実験しています」とロシュ氏はインタビューで説明している。 MITジャーナルへ。 「従来の人工呼吸器はマスクや気管切開を通じて肺に空気を送り込みますが、この技術はより自然な呼吸を内側からサポートできます。この装置を人間に埋め込むことはまだできていません。一部の要素は小型化する必要があり、その設置には正しいプロセスを特定する必要があります。しかし、呼吸を補助する新しい方法が可能になるのは興味深いことです。」
「移植可能な」横隔膜アシスタント: テスト
現在、ロシュ氏と彼のチームは、装置を埋め込み、酸素レベルを監視し、超音波を使用して横隔膜の動きを観察することにより、麻酔をかけたブタにシステムをテストしました。 Ilrisultatoèstatosorprendente: 人工呼吸器は、特に横隔膜と人工筋肉が同期して働いた場合に、ブタの肺が呼吸するたびに取り込める空気の量を大幅に増加させた。これにより、豚の肺は補助なしで 3 倍の量の空気を呼吸できるようになりました。これらの結果を達成するための鍵は、動きを正確に模倣することなく、自然に収縮するときに横隔膜をさらに下向きに押すデバイスの能力です。
研究チームは、このイノベーションが近い将来、慢性横隔膜障害に苦しむ人々が直面する課題を解決できることを期待している。 ALS、筋ジストロフィー、横隔神経損傷などの神経筋疾患によって引き起こされることが多い障害。ロシュ氏らは、この解決策が、これらの困難な状況にあまりにも長い間苦しんできた人々に解決策を提供できることを期待している。 そして、私たちもそう願っています。