Doczekaliśmy się prawdziwych sztucznych płuc?
Nowe sztuczne płuca, zbudowane z gęstej sieci mikrokanałów przepływowych, które imitują ludzkie płuca, umożliwiają natlenowanie krwi tlenem z powietrza, nawet 5-krotnie wydajniej w porównaniu do dziś stosowanych tego typu urządzeń. Według autorów odkrycia, wielkimi krokami zbliża się dzień, kiedy to pacjentom wszczepiane będą na stałe sztuczne płuca, donosi "Lab on a Chip".
Ludzkie ciało pozbawione jest niepotrzebnych narządów. Jednak spośród elementów tworzących nasz organizm, kilka narządów jest szczególnie ważnych, a ich uszkodzenie często prowadzi do śmierci lub bardzo poważnych problemów zdrowotnych, które znacząco upośledzają jakość życia. Przykładem tego typu narządu są płuca.
Dotychczas, uszkodzenie płuc wymagało zastosowania tzw. sztucznego płuca, którego zadaniem było natlenowanie krwi obiegowej pacjenta - tlenem, z butli z gazem. Ta operacja, choć często niezbędna dla podtrzymania funkcji życiowych człowieka, była nie tylko mało wydajna, kłopotliwa, droga, ale i mało bezpieczna.
Wszystko wskazuje na to, że dzięki badaniom naukowców z Louis Stokes Cleveland VA Medical Centre (USA) problem sztucznych płuc zostanie już niebawem na dobre rozwiązany.
Naukowcy wykorzystali platformę o charakterze laboratorium na chipie, która w dużej mierze składa się z sieci mikrokanałów, do konstrukcji sztucznych płuc, pozyskujących tlen niczym naturalne odpowiedniki - z powietrza, a nie z butli z tlenem.
Urządzenie jest dość proste w konstrukcji. Składa się z polimerowej płytki utworzonej z PDMS (ang. polydimethylsiloxane), w której wydrążono dwie sieci zwężających się mikrokanałów, odpowiednio dla krwi i dla powietrza. Mikrokanały te oddzielone od siebie zostały półprzepuszczalną membraną PDMS, która pozwala na swobodne przenikanie gazów (tlenu i dwutlenku węgla), zatrzymując po jednej stronie membrany ciecz (w tym wypadku krew).
Do układu podczas testów, jednym z wlotów wprowadzono zwierzęcą krew (ze świni), której krwinki przenosiły dwutlenek węgla, a drugim tłoczono powietrze. Okazało się, że krew wypływająca z mikroprzepływowego urządzenia, niczym w naturalnych płucach oddawała dwutlenek węgla, na korzyść tlenu pozyskiwanego z powietrza. Co więcej, po dokładnych analizach odkryto, że wydajność tego procesu jest do 5 razy większa w porównaniu do dziś stosowanych sztucznych płuc (działających w oparciu o tlen z butli z gazem).
Według autorów odkrycia możliwość tworzenia wydajnych i tanich (bo "plastikowych") sztucznych płuc, działających niczym naturalne odpowiedniki, pozyskując tlen wprost z powietrza, stanowi niewątpliwy przełom w badaniach nad tym zagadnieniem. Kwestią czasu jest modyfikacja konstrukcji w kierunku układów pozwalających na pełną integrację z ludzkim ciałem, czyli pełnosprawnych implantów.