私たちの胸の下部には、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。 これが収縮すると押し下げられ、胸に真空が生じます。 私たちの肺はスポンジのように膨らみ、新鮮で活力のある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、肺が継続的に更新されます。
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、「ダイヤフラムアシスタント」として機能できます。 風船のように柔らかい XNUMX つのチューブで構成されています。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することができ、重要な呼吸をサポートします。
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、MIT の医療工学科学研究所のメンバーである は、このまったく新しい呼吸補助システムの実現可能性を実証するために、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、体に酸素を供給する新しい方法を実験しています」と Roche はインタビューで説明しています。 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して肺に空気を押し込みますが、この技術は内部からより自然な呼吸をサポートできます。このデバイスを人間に埋め込むことはまだできていません。いくつかの事実は、それらを小型化する必要があり、正しいプロセスが必要です。しかし、呼吸を補助する新しい方法が可能であることがわかり、わくわくしています。」
「埋め込み型」ダイヤフラム アシスタント: テスト
現在、Roche と彼のチームは、装置を移植し、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、麻酔をかけた豚でシステムをテストしています。 Ilrisultatoèstatosorprendente： 人工呼吸器は、特に横隔膜と人工筋肉が同期して機能する場合に、豚の肺が呼吸ごとに吸い込むことができる空気の量を大幅に増加させました. これにより、ブタの肺は補助なしで XNUMX 倍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、横隔膜が自然に収縮するときに、その動きを正確に模倣する必要なく、横隔膜をさらに下向きに押すデバイスの能力です。
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することを期待しています. 多くの場合、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障害。 Roche と同僚は、この解決策が、これらの過酷な状況に長い間苦しんできた人々に道を提供することを望んでいます. そして、私たちもそう願っています。
