ریه های مصنوعی که به اندازه کافی فشرده هستند تا در یک کوله پشتی معمولی حمل شوند، قبلاً با موفقیت روی حیوانات آزمایش شده اند. چنین دستگاه هایی می توانند زندگی افرادی را که به هر دلیلی ریه های خودشان به درستی کار نمی کند، راحت تر کند. تاکنون از تجهیزات بسیار حجیمی برای این منظور استفاده می شده است، اما دستگاه جدیدی که در حال حاضر توسط دانشمندان در حال توسعه است می تواند یک بار برای همیشه این موضوع را تغییر دهد.
فردی که ریه‌هایش قادر به انجام وظیفه اصلی خود نیستند، معمولاً به دستگاه‌هایی می‌پیوندند که خون خود را از طریق یک مبدل گاز پمپ می‌کنند و آن را با اکسیژن غنی می‌کنند و دی اکسید کربن را از آن خارج می‌کنند. البته طی این فرآیند فرد مجبور می شود روی تخت یا کاناپه دراز بکشد. و هرچه بیشتر دراز بکشند، ماهیچه هایشان ضعیف تر می شود و بهبودی را بعید می کند. به منظور تحرک بیماران، ریه های مصنوعی فشرده ساخته شده است. این مشکل به ویژه در سال 2009، زمانی که شیوع آنفولانزای خوکی رخ داد که در نتیجه آن بسیاری از افراد بیمار ریه های خود را از دست دادند، اهمیت پیدا کرد.
ریه‌های مصنوعی نه تنها می‌توانند به بهبودی بیماران از برخی عفونت‌های ریوی کمک کنند، بلکه به بیماران اجازه می‌دهند تا منتظر ریه‌های اهداکننده مناسب برای پیوند باشند. همانطور که می دانید، گاهی اوقات صف ممکن است برای چندین سال طولانی شود. وضعیت با این واقعیت پیچیده است که در افراد مبتلا به ریه های نارسا، به عنوان یک قاعده، قلب، که باید خون را از طریق پمپاژ کند، نیز بسیار ضعیف است.
«ایجاد ریه مصنوعی کار بسیار دشوارتر از طراحی قلب مصنوعی است. قلب به سادگی خون را پمپاژ می کند، در حالی که ریه ها شبکه پیچیده ای از آلویولی هستند که در آن فرآیند تبادل گاز انجام می شود. ویلیام فدرسپیل از دانشگاه پیتسبورگ می‌گوید تا به امروز، هیچ فناوری وجود ندارد که حتی بتواند به کارایی ریه‌های واقعی نزدیک شود.
تیم ویلیام فدرسپیل یک ریه مصنوعی ساخته است که شامل یک پمپ (حمایت کننده قلب) و یک مبدل گاز است، اما این دستگاه به قدری فشرده است که می تواند به راحتی در یک کیف کوچک یا کوله پشتی قرار گیرد. این دستگاه به لوله های متصل به سیستم گردش خون انسان متصل می شود و به طور موثر خون را با اکسیژن غنی می کند و دی اکسید کربن اضافی را از آن خارج می کند. در این ماه آزمایش‌های موفقیت‌آمیز این دستگاه بر روی چهار گوسفند آزمایشی به پایان رسید که طی آن خون حیوانات برای دوره‌های زمانی مختلف با اکسیژن اشباع شد. بدین ترتیب دانشمندان به تدریج زمان کارکرد مداوم دستگاه را به پنج روز رساندند.
یک مدل جایگزین از ریه های مصنوعی توسط محققان دانشگاه کارنگی ملون در پیتسبورگ در حال توسعه است. این دستگاه در درجه اول برای بیمارانی در نظر گرفته شده است که قلب آنها به اندازه کافی سالم است تا به طور مستقل خون را از طریق یک اندام مصنوعی خارجی پمپاژ کند. این دستگاه به همین ترتیب به لوله هایی که مستقیماً به قلب انسان متصل است متصل می شود و پس از آن با تسمه هایی به بدن متصل می شود. تاکنون هر دو دستگاه به یک منبع اکسیژن و به عبارت دیگر یک سیلندر قابل حمل اضافی نیاز دارند. از طرفی در حال حاضر دانشمندان در تلاش برای حل این مشکل هستند و کاملاً موفق هستند.
در حال حاضر، محققان در حال آزمایش نمونه اولیه ریه مصنوعی هستند که دیگر به مخزن اکسیژن نیاز ندارد. طبق بیانیه رسمی، نسل جدید دستگاه حتی فشرده تر خواهد بود و اکسیژن از هوای اطراف آزاد می شود. نمونه اولیه در حال حاضر روی موش های آزمایشگاهی آزمایش می شود و نتایج واقعاً چشمگیری را نشان می دهد. راز مدل جدید ریه های مصنوعی در استفاده از لوله های بسیار نازک (فقط 20 میکرومتری) ساخته شده از غشای پلیمری نهفته است که سطح تبادل گاز را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
اختلالات تنفسی شدید نیاز به کمک اورژانسی در قالب تهویه اجباری دارد. خواه نارسایی خود ریه ها یا عضلات تنفسی یک نیاز بی قید و شرط برای اتصال تجهیزات پیچیده برای اشباع خون با اکسیژن است. مدل‌های مختلف ونتیلاتورها تجهیزات ضروری مراقبت‌های ویژه یا خدمات احیا هستند که برای حفظ زندگی بیمارانی که اختلالات تنفسی حاد دارند ضروری است.
در مواقع اضطراری، چنین تجهیزاتی البته مهم و ضروری است. با این حال، به عنوان وسیله ای برای درمان منظم و طولانی مدت، متأسفانه، بدون اشکال نیست. مثلا:
برای از بین بردن همه این مشکلات، در حالی که به طور همزمان روند اشباع اکسیژن خون را بهبود می بخشد، سیستم خلاقانه ریه مصنوعی iLA امکان احیا، استفاده درمانی و توانبخشی را فراهم می کند که امروزه توسط کلینیک های آلمانی ارائه می شود.
سیستم iLA یک توسعه اساسی متفاوت است. عمل آن خارج ریوی و کاملاً غیر تهاجمی است. اختلالات تنفسی بدون تهویه اجباری برطرف می شوند. طرح اشباع اکسیژن خون با نوآوری های امیدوارکننده زیر مشخص می شود:
بیمارانی که ریه مصنوعی iLA دارند به دستگاه ثابت و تخت بیمارستانی بسته نمی شوند، می توانند به طور عادی حرکت کنند، با افراد دیگر ارتباط برقرار کنند، خودشان غذا بخورند و بنوشند.
مهمترین مزیت: نیازی به وارد کردن بیمار به کمای مصنوعی با پشتیبانی تنفس مصنوعی نیست. استفاده از ونتیلاتورهای استاندارد در بسیاری از موارد مستلزم "خاموش کردن" بیمار در کما است. برای چی؟ برای کاهش پیامدهای فیزیولوژیکی افسردگی تنفسی ریه ها. متأسفانه، این یک واقعیت است: ونتیلاتورها ریه ها را کاهش می دهند. پمپ هوا را تحت فشار تحویل می دهد. ریتم تامین هوا ریتم تنفس را بازتولید می کند. اما در تنفس طبیعی، ریه ها منبسط می شوند و در نتیجه فشار در آنها کاهش می یابد. و در ورودی مصنوعی (تامین هوای اجباری) فشار برعکس افزایش می یابد. این عامل سرکوب است: ریه ها در حالت استرس قرار دارند که باعث واکنش التهابی می شود که در موارد خاص می تواند به سایر اندام ها - به عنوان مثال، کبد یا کلیه ها - منتقل شود.
به همین دلیل در کاربرد دستگاه های پمپاژحمایت تنفسی، دو عامل مهم و مساوی هستند: فوریت و احتیاط.
سیستم iLA با گسترش دامنه مزایای پشتیبانی تنفس مصنوعی، خطرات مرتبط را از بین می برد.
نام "ریه مصنوعی" در این مورد معنای خاصی دارد، زیرا سیستم iLA کاملاً مستقل عمل می کند و یک افزودنی کاربردی به ریه های خود بیمار نیست. در واقع، این اولین ریه مصنوعی جهان به معنای واقعی کلمه (و نه یک پمپ ریوی) است. این ریه ها نیست که تهویه می شود، بلکه خود خون است. یک سیستم غشایی برای اشباع خون با اکسیژن و حذف دی اکسید کربن استفاده شد. به هر حال، در کلینیک های آلمان، این سیستم به این نام خوانده می شود: ونتیلاتور غشایی (iLA Membranventilator). خون به ترتیب طبیعی و با نیروی فشرده سازی عضله قلب (و نه توسط یک پمپ غشایی، مانند دستگاه قلب و ریه) به سیستم می رسد. تبادل گاز در لایه های غشایی دستگاه تقریباً به همان روشی که در آلوئول های ریه انجام می شود. این سیستم واقعاً به عنوان "ریه سوم" عمل می کند و اندام های تنفسی بیمار را تخلیه می کند.
دستگاه تبادل غشا (خود "ریه مصنوعی") فشرده است، ابعاد آن 14 در 14 سانتی متر است. بیمار ابزار را با خود حمل می کند. خون از طریق یک پورت کاتتر، یک اتصال ویژه به شریان فمورال وارد آن می شود. برای اتصال دستگاه، نیازی به عمل جراحی نیست: پورت به روشی مشابه سوزن سرنگ وارد شریان می شود. اتصال در ناحیه اینگوینال انجام می شود، طراحی خاص پورت محدودیتی برای تحرک ایجاد نمی کند و به هیچ وجه باعث ناراحتی بیمار نمی شود.
این سیستم را می توان بدون وقفه برای مدت طولانی، حداکثر تا یک ماه استفاده کرد.
نشانه های استفاده از iLA
در اصل، اینها هر گونه اختلال تنفسی، به ویژه اختلالات مزمن هستند. تا حد زیادی، مزایای یک ریه مصنوعی در موارد زیر آشکار می شود:
محتوا
اگر تنفس مختل شود، بیمار به طور مصنوعی یا مکانیکی تهویه می شود. هنگامی که بیمار نمی تواند به تنهایی نفس بکشد یا زمانی که تحت بیهوشی روی میز عمل دراز می کشد که باعث کمبود اکسیژن می شود، برای حمایت از زندگی استفاده می شود. انواع مختلفی از تهویه مکانیکی وجود دارد - از دستی ساده تا سخت افزاری. تقریباً هر کسی می تواند اولین مورد را مدیریت کند، دومی نیاز به درک دستگاه و قوانین استفاده از تجهیزات پزشکی دارد.
در پزشکی، تهویه مکانیکی به عنوان دمیدن مصنوعی هوا در ریه ها به منظور اطمینان از تبادل گاز بین ریه ها شناخته می شود. محیطو آلوئول ها تهویه مصنوعی می تواند به عنوان یک اقدام احیا در زمانی که فرد دچار نقض جدی تنفس خود به خودی است یا به عنوان وسیله ای برای محافظت در برابر کمبود اکسیژن استفاده می شود. حالت دوم در هنگام بیهوشی یا بیماری های خود به خود رخ می دهد.
اشکال تهویه مصنوعی سخت افزاری و مستقیم است. اولین مورد از مخلوط گازی برای تنفس استفاده می کند که توسط دستگاهی از طریق لوله تراشه به ریه ها پمپ می شود. مستقیم به معنای انقباض ریتمیک و باز کردن ریه ها برای اطمینان از دم و بازدم غیرفعال بدون استفاده از دستگاه است. اگر "ریه الکتریکی" اعمال شود، ماهیچه ها توسط تکانه تحریک می شوند.
برای تهویه مصنوعی و نگهداری عملکرد طبیعیریه ها نشانه هایی وجود دارد:
لوله داخل تراشه ونتیلاتور در اتاق عمل یا پس از تحویل از آن به بخش مراقبت های ویژه یا بخش برای نظارت بر وضعیت بیمار پس از بیهوشی وارد ریه های بیمار می شود. اهداف و اهداف نیاز به تهویه مکانیکی پس از جراحی عبارتند از:
اگر بیمار دچار پنومونی شدید شود، این به سرعت منجر به ایجاد نارسایی حاد تنفسی می شود. نشانه های استفاده از تهویه مصنوعی در این بیماری عبارتند از:
تهویه مصنوعی در مراحل اولیه توسعه بیماری به منظور افزایش راندمان کار و کاهش خطر مرگ انجام می شود. IVL 14-10 روز طول می کشد، 3-4 ساعت پس از قرار دادن لوله، تراکئوستومی انجام می شود. اگر پنومونی شدید باشد، برای توزیع بهتر ریه و کاهش شنت وریدی با فشار انتهای بازدمی مثبت (PEEP) انجام می شود. همراه با مداخله تهویه مکانیکی، آنتی بیوتیک درمانی فشرده انجام می شود.
اتصال تهویه مکانیکی در درمان سکته مغزی یک اقدام توانبخشی برای بیمار محسوب می شود و برای موارد زیر تجویز می شود:
در طی یک حمله ایسکمیک یا هموراژیک، تنگی نفس مشاهده می شود که توسط یک ونتیلاتور به منظور عادی سازی عملکردهای از دست رفته مغز و تامین مقدار کافی اکسیژن برای سلول ها بازیابی می شود. آنها ریه های مصنوعی را برای سکته تا دو هفته قرار دادند. در این مدت، تغییر در دوره حاد بیماری می گذرد، تورم مغز کاهش می یابد. در صورت امکان و در اسرع وقت از شر ونتیلاتور خلاص شوید.
روش های مدرن تهویه مصنوعی به دو گروه مشروط تقسیم می شوند. موارد ساده در موارد اضطراری استفاده می شود و موارد سخت افزاری - در محیط بیمارستان. اگر فردی تنفس مستقل نداشته باشد، اختلال ریتم تنفسی یا رژیم پاتولوژیک در او ایجاد شود، می توان از اولی استفاده کرد. به تکنیک های سادهعبارتند از:
دستگاه تنفس مصنوعی در مراقبت های ویژه استفاده می شود و به روش مکانیکی تهویه اشاره دارد. از یک دستگاه تنفس و یک لوله داخل تراشه یا کانول تراکئوستومی تشکیل شده است. برای یک بزرگسال و یک کودک، دستگاه‌های مختلفی استفاده می‌شود که از نظر اندازه دستگاه در حال نصب و تعداد تنفس قابل تنظیم متفاوت است. تهویه سخت افزاری در حالت فرکانس بالا (بیش از 60 سیکل در دقیقه) به منظور کاهش حجم تنفسی، کاهش فشار در ریه ها، سازگاری بیمار با دستگاه تنفسی و تسهیل جریان خون به قلب انجام می شود.
تهویه مصنوعی با فرکانس بالا به سه روش مورد استفاده توسط پزشکان مدرن تقسیم می شود:
علاوه بر روش های در نظر گرفته شده، که در فرکانس تنفس متفاوت است، حالت های تهویه با توجه به نوع دستگاه مورد استفاده متمایز می شوند:
در حالت احیا یا بخش بعد از عمل از دستگاه تنفس مصنوعی استفاده می شود. این تجهیزات پزشکی برای تامین مخلوط گازی از اکسیژن و هوای خشک به ریه ها مورد نیاز است. حالت اجباری برای اشباع سلول ها و خون با اکسیژن و حذف دی اکسید کربن از بدن استفاده می شود. چند نوع هواکش:
پزشکان برای انجام تهویه مصنوعی از دستگاه تنفس مصنوعی استفاده می کنند. پس از معاینه بیمار، پزشک فرکانس و عمق تنفس را تنظیم می کند، مخلوط گاز را انتخاب می کند. گازهای تنفس ثابت از طریق یک شیلنگ متصل به لوله داخل تراشه تامین می شود، دستگاه ترکیب مخلوط را تنظیم و کنترل می کند. اگر از ماسکی استفاده شود که بینی و دهان را بپوشاند، دستگاه مجهز به سیستم هشدار دهنده ای است که نقض فرآیند تنفس را اعلام می کند. با تهویه طولانی مدت، لوله داخل تراشه از طریق دیواره قدامی نای وارد سوراخ می شود.
پس از نصب ونتیلاتور و در حین کارکرد آن، ممکن است مشکلاتی ایجاد شود:
استفاده از تهویه مکانیکی می تواند با صدمات ناشی از فشار خون بالا، ذات الریه، کاهش عملکرد قلب و سایر عوارض همراه باشد. بنابراین، قطع تهویه مصنوعی در اسرع وقت با در نظر گرفتن وضعیت بالینی مهم است. نشانه برای از شیر گرفتن، پویایی مثبت بهبود با شاخص های زیر است:
قبل از جدا شدن از دستگاه تنفس، بقایای انسداد عضلانی بررسی می شود و دوز آرام بخش به حداقل می رسد. روش های زیر برای از شیر گرفتن از تهویه مصنوعی وجود دارد.
فن آوری مدرن پزشکی به شما امکان می دهد اعضای بدن انسان را به طور کامل یا تا حدی بیمار جایگزین کنید. یک ضربان ساز الکترونیکی قلب، یک تقویت کننده صدا برای افرادی که از ناشنوایی رنج می برند، یک لنز ساخته شده از پلاستیک مخصوص - اینها تنها نمونه هایی از استفاده از فناوری در پزشکی هستند. پروتزهای زیستی توسط منابع تغذیه مینیاتوری که به جریان های زیستی در بدن انسان پاسخ می دهند نیز در حال گسترش هستند.
در طی پیچیده ترین عمل های انجام شده بر روی قلب، ریه ها یا کلیه ها، "دستگاه گردش خون مصنوعی"، "ریه مصنوعی"، "قلب مصنوعی"، "کلیه مصنوعی" که وظایفی را بر عهده دارند، به پزشکان کمک می کند. اندام های عمل شده، اجازه دهید مدتی کار خود را به حالت تعلیق درآورند.
"ریه مصنوعی" یک پمپ ضربانی است که هوا را در بخش هایی با فرکانس 40-50 بار در دقیقه ارسال می کند. یک پیستون معمولی برای این کار مناسب نیست: ذرات مواد قطعات مالشی آن یا مهر و موم می توانند وارد جریان هوا شوند. در اینجا و در سایر دستگاه های مشابه، از دم های فلزی یا پلاستیکی راه راه استفاده می شود - دم. هوا خالص شده و به دمای مورد نیاز رسیده، مستقیماً به برونش ها می رسد.
"ماشین قلب و ریه" نیز مشابه است. شیلنگ های آن از طریق جراحی به رگ های خونی متصل می شوند.
اولین تلاش برای جایگزینی عملکرد قلب با یک آنالوگ مکانیکی در اوایل سال 1812 انجام شد. با این حال، تا کنون، در میان بسیاری از دستگاه های ساخته شده، هیچ پزشک کاملا راضی کننده وجود ندارد.
دانشمندان و طراحان داخلی تعدادی مدل را با نام عمومی "جستجو" توسعه داده اند. این یک پروتز بطنی از نوع کیسه ای چهار حفره ای است که برای کاشت در موقعیت ارتوتوپی طراحی شده است.
این مدل بین نیمه چپ و راست، که هر کدام از یک بطن مصنوعی و یک دهلیز مصنوعی تشکیل شده است، تمایز قائل می شود.
عناصر تشکیل دهنده بطن مصنوعی عبارتند از: بدنه، محفظه کاری، دریچه های ورودی و خروجی. محفظه بطن با لایه بندی از لاستیک سیلیکونی ساخته شده است. ماتریکس در یک پلیمر مایع غوطه ور می شود، برداشته و خشک می شود - و به همین ترتیب بارها و بارها تا زمانی که یک گوشت قلب چند لایه روی سطح ماتریس ایجاد شود.
محفظه کار از نظر شکل شبیه بدن است. از لاستیک لاتکس و سپس از سیلیکون ساخته شد. ویژگی طراحی محفظه کار ضخامت دیوار متفاوت است که در آن بخش های فعال و غیرفعال از هم متمایز می شوند. طراحی به گونه ای است که حتی با کشش کامل بخش های فعال، دیواره های مخالف سطح کار محفظه با یکدیگر تماس نداشته باشند که آسیب سلول های خونی را از بین می برد.
الکساندر دروبیشف، طراح روسی، با وجود تمام مشکلات، همچنان به خلق طرح های جدید پویسک مدرن ادامه می دهد که بسیار ارزان تر از مدل های خارجی خواهد بود.
یکی از بهترین سیستم های خارجی برای امروز "قلب مصنوعی" "نواکور" 400 هزار دلار قیمت دارد. با او می توانید یک سال تمام در خانه منتظر عمل باشید.
در کیس "نواکور" دو بطن پلاستیکی وجود دارد. در یک چرخ دستی جداگانه یک سرویس خارجی وجود دارد: یک کامپیوتر کنترلی، یک مانیتور کنترل که در کلینیک در مقابل پزشکان باقی می ماند. در خانه با بیماران - منبع تغذیه، باطری های قابل شارژ، که از شبکه تعویض و شارژ می شوند. وظیفه بیمار پیروی از نشانگر سبز رنگ لامپ هایی است که شارژ باتری ها را نشان می دهد.
دستگاه های "کلیه مصنوعی" برای مدت طولانی کار می کنند و با موفقیت توسط پزشکان استفاده می شوند.
در سال 1837، هنگام مطالعه فرآیندهای حرکت محلول ها از طریق غشاهای نیمه تراوا، T. Grechen اولین کسی بود که از اصطلاح "dialysis" (از یونانی dialisis - جداسازی) استفاده کرد و به کار برد. اما تنها در سال 1912، بر اساس این روش، دستگاهی در ایالات متحده ساخته شد که با کمک آن نویسندگان آن در آزمایشی سالیسیلات ها را از خون حیوانات حذف کردند. در دستگاهی که آن را «کلیه مصنوعی» می‌نامیدند، از لوله‌های کلودیونی به‌عنوان یک غشای نیمه تراوا استفاده می‌شد که خون حیوان از آن عبور می‌کرد و بیرون با محلول کلرید سدیم ایزوتونیک شسته می‌شد. با این حال، کلودیون مورد استفاده جی. آبل یک ماده نسبتاً شکننده بود، و بعدها نویسندگان دیگر مواد دیگری را برای دیالیز امتحان کردند، مانند روده پرندگان، مثانه شنای ماهی، صفاق گوساله‌ها، نی و کاغذ. .
برای جلوگیری از انعقاد خون، از هیرودین، پلی پپتید موجود در ترشح غدد بزاقی زالو دارویی استفاده شد. این دو اکتشاف نمونه اولیه برای تمام پیشرفت های بعدی در زمینه پاکسازی خارج کلیوی بودند.
پیشرفت ها در این زمینه هر چه باشد، اصل یکسان باقی می ماند. در هر صورت، "کلیه مصنوعی" شامل عناصر زیر است: یک غشای نیمه تراوا، که در یک طرف آن خون جریان دارد، و از طرف دیگر - یک محلول نمکی. برای جلوگیری از لخته شدن خون، از داروهای ضد انعقاد استفاده می شود - مواد دارویی که لخته شدن خون را کاهش می دهند. در این حالت، غلظت ترکیبات کم مولکولی یون ها، اوره، کراتینین، گلوکز و سایر مواد با وزن مولکولی کم برابر می شود. با افزایش تخلخل غشا، جابجایی مواد با وزن مولکولی بالاتر رخ می دهد. اگر فشار هیدرواستاتیک اضافی از سمت خون یا فشار منفی از سمت محلول شستشو را به این فرآیند اضافه کنیم، در این صورت فرآیند انتقال با حرکت انتقال جرم آب - همرفت همراه خواهد بود. همچنین می توان از فشار اسمزی برای انتقال آب با افزودن مواد فعال اسمزی به دیالیز استفاده کرد. اغلب از گلوکز برای این منظور استفاده می شد، کمتر از فروکتوز و سایر قندها و حتی به ندرت محصولاتی با منشا شیمیایی دیگر استفاده می شد. در عین حال، با وارد کردن گلوکز در مقادیر زیاد، می توان اثر کم آبی واقعاً مشخصی داشت، اما افزایش غلظت گلوکز در دیالیز بالاتر از مقادیر معین به دلیل احتمال عوارض توصیه نمی شود.
در نهایت، می توان به طور کامل محلول شستشوی غشاء (دیالیز) را رها کرد و از طریق غشای قسمت مایع خون خروجی به دست آورد: آب و مواد با وزن مولکولی طیف گسترده ای.
در سال 1925، جی هاس اولین دیالیز انسانی را انجام داد و در سال 1928 از هپارین نیز استفاده کرد، زیرا استفاده طولانی مدت هیرودین با اثرات سمی همراه بود و تأثیر آن بر انعقاد خون ناپایدار بود. برای اولین بار، هپارین برای دیالیز در سال 1926 در آزمایشی توسط H. Nehels و R. Lim استفاده شد.
از آنجایی که معلوم شد مواد ذکر شده در بالا به عنوان پایه ای برای ایجاد غشاهای نیمه تراوا کاربرد چندانی ندارند، جستجو برای مواد دیگر ادامه یافت و در سال 1938 برای اولین بار از سلفون برای همودیالیز استفاده شد که در سال های بعد به عنوان ماده خام اصلی باقی ماند. تولید غشاهای نیمه تراوا برای مدت طولانی.
اولین دستگاه "کلیه مصنوعی" مناسب برای استفاده گسترده بالینی در سال 1943 توسط W. Kolff و H. Burke ساخته شد. سپس این دستگاه ها بهبود یافتند. در عین حال، توسعه تفکر فنی در این زمینه در ابتدا تا حد زیادی به اصلاح دیالیزورها و فقط در سال های گذشتهشروع به تأثیرگذاری تا حد زیادی بر خود دستگاه کرد.
در نتیجه، دو نوع اصلی دیالیز ظاهر شد، به اصطلاح دیالیز کویل، که در آن از لوله های سلفون استفاده می شد، و صفحه موازی، که در آن از غشاهای تخت استفاده می شد.
در سال 1960، F. Keel نسخه بسیار موفقی از دیالایزر موازی صفحه با صفحات پلی پروپیلن را طراحی کرد و در طی چند سال این نوع دیالیز و تغییرات آن در سراسر جهان گسترش یافت و در بین انواع دیگر جایگاه برتر را به خود اختصاص داد. دیالیزورها
سپس فرآیند ایجاد همودیالیزهای کارآمدتر و ساده‌سازی تکنیک همودیالیز در دو جهت اصلی توسعه یافت: طراحی خود دیالیز، با دیالیزهای یکبار مصرف که موقعیت غالب را در طول زمان اشغال می‌کنند، و استفاده از مواد جدید به عنوان یک غشای نیمه‌تراوا.
دیالیز قلب "کلیه مصنوعی" است و بنابراین تلاش اصلی شیمیدانان و مهندسان همیشه در جهت بهبود این پیوند خاص در سیستم پیچیده دستگاه به طور کلی بوده است. با این حال، فکر فنی دستگاه را به عنوان چنین نادیده نگرفت.
در دهه 1960، ایده استفاده از سیستم های به اصطلاح مرکزی، یعنی دستگاه های "کلیه مصنوعی" به وجود آمد که در آن دیالیز از یک کنسانتره - مخلوطی از نمک ها تهیه می شد که غلظت آن 30-34 برابر بیشتر از غلظت آنها در خون بیمار
ترکیبی از دیالیز فلاش و تکنیک‌های گردش مجدد در تعدادی از دستگاه‌های کلیه مصنوعی، مانند شرکت آمریکایی Travenol، استفاده شده است. در این حالت حدود 8 لیتر دیالیز با سرعت بالا در ظرف جداگانه ای که دیالیزور در آن قرار می گرفت به گردش در آمد و هر دقیقه 250 میلی لیتر محلول تازه به آن اضافه می شد و به همان میزان به فاضلاب ریخته می شد.
ابتدا از آب لوله کشی ساده برای همودیالیز استفاده می شد، سپس به دلیل آلودگی آن به ویژه به میکروارگانیسم ها سعی کردند از آب مقطر استفاده کنند، اما معلوم شد که بسیار گران و ناکارآمد است. این موضوع پس از ایجاد سیستم های ویژه برای آماده سازی به طور اساسی حل شد آب لوله کشیکه شامل فیلترهایی برای تمیز کردن آن از ناخالصی های مکانیکی، آهن و اکسیدهای آن، سیلیکون و سایر عناصر، رزین های تبادل یونی برای از بین بردن سختی آب و تاسیسات به اصطلاح اسمز معکوس است.
تلاش زیادی برای بهبود سیستم های نظارت بر دستگاه های کلیه مصنوعی انجام شده است. بنابراین، علاوه بر نظارت مداوم بر دمای دستگاه دیالیز، آنها شروع به نظارت دائمی با کمک سنسورهای ویژه کردند و ترکیب شیمیاییدیالیز، با تمرکز بر هدایت الکتریکی کلی ماده دیالیز، که با کاهش غلظت نمک تغییر می کند و با افزایش آن افزایش می یابد.
پس از آن، سنسورهای جریان انتخابی یونی در دستگاه های "کلیه مصنوعی" استفاده شدند که به طور مداوم غلظت یون را نظارت می کردند. از سوی دیگر، رایانه کنترل فرآیند را با معرفی عناصر گمشده از ظروف اضافی یا تغییر نسبت آنها با استفاده از اصل بازخورد امکان پذیر کرد.
ارزش اولترافیلتراسیون در حین دیالیز نه تنها به کیفیت غشا بستگی دارد، بلکه در همه موارد فشار غشایی عامل تعیین کننده است، بنابراین سنسورهای فشار به طور گسترده در مانیتورها استفاده می شوند: درجه رقت در دیالیز، مقدار فشار در ورودی. و خروجی دیالیز. فن آوری پیشرفته، با استفاده از رایانه، به شما امکان می دهد فرآیند اولترافیلتراسیون را برنامه ریزی کنید.
با خروج از دیالیز، خون از طریق یک تله هوا وارد ورید بیمار می شود، که این امکان را فراهم می کند تا با چشم در مورد مقدار تقریبی جریان خون، تمایل خون به لخته شدن قضاوت کنید. این تله ها برای جلوگیری از آمبولی هوا مجهز به مجرای هوا هستند که به کمک آن ها سطح خون را در آنها تنظیم می کنند. در حال حاضر، در بسیاری از دستگاه‌ها، آشکارسازهای اولتراسونیک یا فوتوالکتریک روی تله‌های هوا قرار می‌گیرند که وقتی سطح خون در تله به زیر سطح از پیش تعیین‌شده می‌رسد، به‌طور خودکار خط وریدی را مسدود می‌کنند.
اخیراً دانشمندان دستگاه هایی ساخته اند که به افرادی که بینایی خود را - به طور کامل یا جزئی از دست داده اند - کمک می کند.
به عنوان مثال، عینک های معجزه توسط شرکت تولیدی تحقیق و توسعه "Rehabilitation" بر اساس فناوری هایی که قبلا فقط در امور نظامی استفاده می شد، توسعه یافت. مانند یک دید در شب، دستگاه بر اساس اصل مکان مادون قرمز کار می کند. لنزهای مشکی مات عینک در واقع صفحات پلکسی گلاس هستند که بین آن ها یک دستگاه مکان یابی مینیاتوری قرار گرفته است. وزن کل مکان یاب، همراه با قاب عینک، حدود 50 گرم است - تقریباً مشابه عینک های معمولی. و آنها مانند عینک برای افراد بینا کاملاً جداگانه انتخاب می شوند تا هم راحت و هم زیبا باشد. "لنزها" نه تنها عملکرد مستقیم خود را انجام می دهند، بلکه عیوب چشم را نیز پوشش می دهند. از بین دو دوجین گزینه، هر کس می تواند مناسب ترین را برای خود انتخاب کند.
استفاده از عینک به هیچ وجه سخت نیست: باید آنها را بگذارید و برق را روشن کنید. منبع انرژی آنها یک باتری تخت به اندازه یک پاکت سیگار است. در اینجا، در بلوک، ژنراتور نیز قرار می گیرد.
سیگنال های ساطع شده توسط آن، با برخورد با مانع، برمی گردند و توسط "عدسی های گیرنده" گرفته می شوند. تکانه های دریافتی در مقایسه با سیگنال آستانه تقویت می شوند و اگر مانعی وجود داشته باشد، زنگ فوراً به صدا در می آید - هر چه فرد بلندتر به آن نزدیک شود. برد دستگاه را می توان با استفاده از یکی از دو محدوده تنظیم کرد.
کار بر روی ایجاد شبکیه الکترونیکی توسط متخصصان آمریکایی ناسا و مرکز اصلی دانشگاه جان هاپکینز با موفقیت انجام می شود.
در ابتدا سعی کردند به افرادی که هنوز بقایای بینایی داشتند کمک کنند. S. Grigoriev و E. Rogov در مجله "Young Technician" می نویسند: "شیشه های تلویزیونی برای آنها ساخته شده است"، "جایی که صفحه های تلویزیونی مینیاتوری به جای لنزها نصب شده است. دوربین‌های فیلمبرداری به همان اندازه کوچک که روی قاب قرار دارند، هر چیزی را که در میدان دید یک فرد معمولی قرار می‌گیرد را به تصویر می‌فرستند. با این حال، برای افراد کم بینا، تصویر نیز با استفاده از رایانه داخلی رمزگشایی می شود. کارشناسان می گویند چنین وسیله ای معجزه خاصی ایجاد نمی کند و نابینایان را بینا نمی کند، اما امکان استفاده حداکثری از توانایی های بصری را که فرد هنوز دارد را فراهم می کند و جهت گیری را تسهیل می کند.
به عنوان مثال، اگر فردی حداقل بخشی از شبکیه چشم باقی مانده باشد، کامپیوتر تصویر را به گونه‌ای تقسیم می‌کند که فرد بتواند حداقل با کمک مناطق محیطی حفظ شده، محیط را ببیند.
به گفته توسعه دهندگان، چنین سیستم هایی به حدود 2.5 میلیون نفر که از اختلالات بینایی رنج می برند کمک خواهد کرد. اما در مورد کسانی که شبکیه چشم آنها تقریباً به طور کامل از بین رفته است، چطور؟ برای آنها، دانشمندان مرکز چشم در دانشگاه دوک (کارولینای شمالی) در حال تسلط بر عمل کاشت شبکیه الکترونیکی هستند. الکترودهای خاصی در زیر پوست کاشته می شوند که با اتصال به اعصاب، تصویری را به مغز منتقل می کنند. نابینایان تصویری متشکل از نقاط نورانی منفرد را می بینند که بسیار شبیه به صفحه نمایشی است که در استادیوم ها، ایستگاه های قطار و فرودگاه ها نصب شده است. تصویر روی "اسکوربرد" دوباره توسط دوربین های تلویزیونی مینیاتوری نصب شده بر روی یک قاب عینک ایجاد می شود.
و در نهایت، آخرین کلمه علم امروز تلاشی برای ایجاد مراکز حساس جدید بر روی شبکیه آسیب دیده با استفاده از روش های میکروتکنولوژی مدرن است. پروفسور Rost Propet و همکارانش اکنون در کارولینای شمالی درگیر چنین عملیاتی هستند. آنها به همراه متخصصان ناسا اولین نمونه های شبکیه ساب الکترونیکی را ایجاد کردند که مستقیماً در چشم کاشته می شود.
پروفسور می گوید: "بیماران ما، البته، هرگز نمی توانند نقاشی های رامبراند را تحسین کنند." - با این حال، برای تشخیص اینکه در کجا و کجا پنجره است، علائم راهو آنها همچنان تابلوهای راهنما خواهند بود..."
100 شگفتی بزرگ تکنولوژی
دانشگاه ایالتی پلی تکنیک سن پترزبورگ
کار دوره
انضباط: مواد کاربردی پزشکی
موضوع: ریه مصنوعی
سنت پترزبورگ
طومار نمادها، اصطلاحات و اختصارات 3
1. معرفی. 4
2. آناتومی دستگاه تنفسی انسان.
2.1. راه های هوایی 4
2.2. ریه ها 5
2.3. تهویه ریوی 5
2.4. تغییرات در حجم ریه 6
3. تهویه مصنوعی ریه. 6
3.1. روش های اساسی تهویه مصنوعی ریه 7
3.2. نشانه های استفاده از تهویه مصنوعی ریه. هشت
3.3. کنترل کفایت تهویه مصنوعی ریه.
3.4. عوارض ناشی از تهویه مصنوعی ریه ها. نه
3.5. ویژگی های کمی حالت های تهویه مصنوعی ریه. ده
4. دستگاه تهویه مصنوعی ریه. ده
4.1. اصل عملکرد دستگاه تهویه مصنوعی ریه. ده
4.2. الزامات پزشکی و فنی برای ونتیلاتور. یازده
4.3. طرح هایی برای تامین مخلوط گاز به بیمار.
5. دستگاه قلب و ریه. سیزده
5.1. اکسیژن سازهای غشایی چهارده
5.2. اندیکاسیون های اکسیژن رسانی غشای خارج بدنی. 17
5.3. کانولاسیون برای اکسیژن رسانی غشای خارج بدنی. 17
6. نتیجه گیری. هجده
فهرست ادبیات استفاده شده
فهرست نمادها، اصطلاحات و اختصارات
IVL - تهویه مصنوعی ریه.
BP - فشار خون.
PEEP فشار مثبت انتهای بازدمی است.
AIC - دستگاه قلب و ریه.
ECMO - اکسیژن رسانی غشایی خارج از بدن.
VVEKMO - اکسیژن رسانی غشای خارج وریدی وریدی.
VAECMO - اکسیژن رسانی غشای خارج بدنی وریدی شریانی.
هیپوولمی کاهش حجم خون در گردش است.
این معمولا به طور خاص به کاهش حجم پلاسما اشاره دارد.
هیپوکسمی - کاهش محتوای اکسیژن در خون در نتیجه اختلالات گردش خون، افزایش تقاضای بافت برای اکسیژن، کاهش تبادل گاز در ریه ها در طول بیماری آنها، کاهش محتوای هموگلوبین در خون و غیره.
هیپرکاپنیا افزایش فشار جزئی (و محتوای) CO2 در خون شریانی (و در بدن) است.
لوله گذاری عبارت است از وارد کردن یک لوله مخصوص به حنجره از طریق دهان به منظور از بین بردن نارسایی تنفسی در صورت سوختگی، برخی جراحات، اسپاسم شدید حنجره، دیفتری حنجره و ادم حاد و سریع آن، به عنوان مثال، آلرژیک.
تراکئوستومی فیستول مصنوعی نای است که برای تنفس و دور زدن نازوفارنکس به ناحیه بیرونی گردن آورده می شود.
یک کانول تراکئوستومی به داخل تراکئوستومی وارد می شود.
پنوموتوراکس وضعیتی است که با تجمع هوا یا گاز در حفره پلور مشخص می شود.
1. معرفی.
سیستم تنفسی انسان in-stu-p-le-tion را به بدن ki-slo-ro-yes و حذف گاز coal-le-ki-slo-go می دهد. انتقال گازها و سایر مواد غیرهو-دی-می یا-ها-کم-مو os-sche-st-v-la-et-sya با کمک cro-ve-nos-noy sis-the-we.
عملکرد سیستم تنفسی-ها-تل-نوی-ته-ما فقط به تامین خون با مقدار دقیق کی-اسلو-رو-بله و حذف گاز کربن-له ترش از آن خلاصه می شود. سلام-می-چه-ریکاوری-ستا-نیو-له-نی مو-له-کو-لیار-نو-گو کی-سلو-رو-یه با اوب-را-زو-و-نی-ام آب-دو - زندگی می کند. برای پستانداران، منابع اصلی انرژی. بدون آن، زندگی نمی تواند بیش از چند ثانیه ادامه یابد.
Res-sta-nov-le-niu ki-slo-ro-yes co-put-st-vu-et about-ra-zo-va-ing CO2.
جنس ki-slo موجود در CO2 طرفدار-is-ho-dit نه در-st-ven-متوسط نیست، بلکه از جنس mo-le-ku-lar-no-go ki-slo-جنس است. استفاده از O2 و تشکیل CO2 با me-zh-du with-battle pro-me-zhu-precise-we-mi me-ta-bo -li-che-ski-mi re-ak-tion- مرتبط است. مایل theo-re-ti-che-ski، هر یک از آنها مدتی طول می کشد.
تبادل O2 و CO2 بین or-ha-low-mom و محیط on-zy-va-et-sya dy-ha-ni-em. در حیوانات بالاتر، فرآیند تنفس-ha-niya osu-sche-st-in-la-et-sya bla-go-da-rya row-du-after-to-va-tel-nyh فرآیند می شود.
1. تبادل گازها بین محیط و ریه ها که معمولاً از آن به عنوان " easy ven-ti-la-tion" یاد می شود.
تبادل گاز بین ریه های al-ve-o-la-mi و نمای خون (تنفس آسان).
3. تبادل گازها بین نمای خون و بافت. گازها مجدداً در داخل پارچه به مکان های مورد نیاز (برای O2) و از مکان های تولید (برای CO2) (چسب- تنفس دقیق) دوباره هو دیات می شوند.
شما-پا-د-هر یک از این فرآیندها را به na-ru-she-ni-pits of dy-ha-nia وارد می کند و خطری برای زندگی ایجاد می کند - نه یک شخص.
Ana-to-miya دستگاه تنفسی انسان.
Dy-ha-tel-naya sys-te-ma che-lo-ve-ka از بافت ها و or-ga-nov تشکیل شده است که رگه های ne-chi-vayu-schih le-goch-nuyu -ti-la- را فراهم می کند. و تنفس آسان به راه های هوا-دو-هو-نوس-نی از-نو-سیات-سیا: بینی، در گم شدن بینی، اما-با-پرسه-کا، گور-تان، ترا چیا، برون-هی و برون -chio-ly.
ریه ها از کیسه های برون-چی-ول و آل-و-ولیار-نیه و همچنین ار-ته-ری، کا-پیل-لا-دیچ و رگه های ل-گوچ-نو-گو کرو-ها کرو- تشکیل شده است. در-او-را-شه-نیا. به عنصر-مرد-آنجا سیستم کو-ست-ولی-ما-شچچ-نوی-ما-که با نفس-ها-نی-ام، از-نو-سیات-سیا ریب-را، ماهیچه های بین دنده ای مرتبط است. ، دیافراگم و عضلات کمکی تنفسی.
راه ایردو هو بینی.
بینی و حفره بینی به عنوان یک پرو-این دیا-شی-می کا-نا-لا-می برای هوا-دو-ها عمل می کند، در برخی از آنها on-gre-va-et-sya، uv- است. lazh-nya-et-sya و filter-ru-et-sya. در گمشده اما-سا تو غرفه-اون-بو-ها-یو-کو-لا-ری-زو-وان-نوی مو-زی-بمانی شل-کوی. تعداد زیادی-لن-همان-ست-مو-لوس-کی، و همچنین سلول های عرضه شده، رِس نیچ-کا-می اپی-ته-لی-النیه و بو-کا-لو-وید-نیه برای چشم های نفس-هاه-مو-ام هوا-دو-ها از ذرات جامد.
در قسمت بالایی los-ti سلول های ob-nya-tel قرار دارد.
گور تن بین تراوه و ریشه زبان قرار دارد. در گمشده کوه ها-تا-نه یکبار-د-لو-رو-دو انبار-ka-mi sli-zi-stand shell-ki، نه نیمه-no-stu همگرایی-dya-schi-mi-sya در خط وسط طرفدار کشور-در-بین این انبارها-کا-می - شکاف برو-لو-سو-وایا برای-اسکی-شه-اما بشقاب-کوی در-لوک-نه-صد-برو غضروف - بالای کوهستان-برنزه -بدون کام.
Tra-heya na-chi-na-et-sya در انتهای پایین کوه ها-ta-ni و به داخل حفره سینه فرود می آید، جایی که de-lit-sya در سمت راست -وی و برونش چپ. wall-ka آن در مورد-ra-zo-va-on با-one-ni-tel-noy بافت و غضروف.
ساعت، متصل به pi-che-vo-du، for-me-shche-we-ligament فیبری. برونش سمت راست معمولاً کوتاه و به سمت چپ و راست است. وارد ریه‌ها، برونش‌های اصلی در درجه‌ها، اما de-lyat به لوله‌های کوچک‌تر و بیشتر (برون-چیو-لی) وارد می‌شوند که کوچکترین برخی از آنها کو-نهچ-نی برون-چیو-لی یاو- هستند. la-yut-sya در عنصر بعدی راه های air-du-ho-nos-ny. از کوه‌های تا نی تا انتهای لوله‌های برون چی‌اول می‌مانید.
به طور کلی، ریه ها ظاهری مانند لب چا تیه، در انجیر تیه چاه با وید نیه را زو و نی دارند که در هر دو سینه در لووی ناه. -نوی در-لوس-تی. کوچکترین عنصر ساختاری آسان برای رفتن - dol-ka از یک برون چیو لا محدود تشکیل شده است که به کیسه leg-goch-nu bron-hyo-lu و al-ve-o-lar-ny منتهی می شود. دیوارهای برون-چیو-لی و الو-و-لیار-نو-گو کیسه اوب-را-زو-یوت گوشه-لوب-ل-نیا-الو-و-ولی. این ساختار ریه ها باعث افزایش سطح تنفسی آنها می شود که 50 تا 100 برابر سطح بدن است.
دیواره های الو ول از یک لایه سلول های اپی ته لی النیه و ok-ru-zhe-ny le-goch-ny-mi ka-pil -la-ra-mi تشکیل شده است. درونی-رن-نیا-بالای الو-و-لی در پشت بام-تا-بالا-اما-ست-اما-چیز-فعال-امین-ست-ووم سرفک تن- حجم. From-del-naya al-ve-o-la، نزدیک به co-at-ka-say-scha-sya با ساختارهای co-sed-ni-mi-tu-ra-mi، هیچ شکل -راست-ویل-نو ندارد. -go-many-grand-no-ka و اندازه های تقریبی تا 250 میکرون.
قرار است در نظر گرفته شود که سطح کلی الوئول است، از طریق برخی os-shche-st-in-la-et-sya gas-zo-ob -men، ex-po-nen-qi-al-but. for-wee-sit from weight te-la. با افزایش سن، از-me-cha-et-sya، کاهش در ناحیه-دی-توپ-نو-ستی آل-و-ول.
هر یک از آنها سبک است - چیزی خوب-رو-همان-اما کیسه-کام - یک تف-ازدحام. ورقه خارجی (پاری تال نی) جنب به قسمت داخلی رن آن در بالای دیواره قفسه سینه و دیافراگم -me، داخلی رننی (vis-ce-ral-ny) متصل است. ) در سقف-وا-ات آسان.
شکاف بین me-zh-du-li-st-ka-mi on-zy-va-et-sya spleen-ral-noy-lo-stu. با حرکت قفسه سینه، برگ داخلی معمولاً به راحتی در امتداد بیرون می لغزد. فشار در plevis-ral-noy in-los-ti همیشه کمتر از at-mo-spheres-no-go (از-ri-tsa-tel-noe) است.
در شرایط-lo-vi-yah، فشار داخل پلور یک فرد به طور متوسط 4.5 Torr زیر کره های at-mo-no-go (-4.5 Torr) است. بین پلورال-نوئه طرفدار کشور-st-in-f-du l-ki-mi on-zy-va-et-s-mid-to-ste-ni-em; در آن ترا هئا وجود دارد، گواتر همان لزا (تی موس) و قلبی با درد شیمی سو سو دا می، لیم فا تیچه و پی است. -shche-water.
هنر نور از دختر خوب قلب خون نمی گیرد، به شاخه های راست و چپ تقسیم می شود که - چیزی در سمت راست-لاوت-شیا تا ریه ها
این ar-te-rii vet-vyat-sya، به دنبال برون-ها-می، ساختارهای بزرگ-تو-ری را به راحتی تأمین می کنند و دیواره های پیل-لا-ری، اوپ-له-ذوب کی الو-ول را تشکیل می دهند. هوا-روح در الو-و-له از-د-لن از کرو-وی در کلاه-پیل-لا-ر دیوار-کوی آل-و-و-لی، دیوار-کوی کلاه-پیل-لا-را و در برخی موارد، لایه pro-me-zhu-دقیق بین me-zh-du-no-mi.
از کا-پیل-لا-داچ، خون به داخل رگه های کوچک جریان می یابد، برخی از آنها در انتهای انتها متحد می شوند و سیاهرگ های ریوی zu-yut را تشکیل می دهند و خون را به پیش قلب چپ می رسانند.
برون-چی-النی آرته-ری دایره درد-شو-ث نیز خون را به ریه ها می آورد، اما آنها گره های برون-چی و برون-چیو-لی، لیم-فا-تی-چه-لی را تامین می کنند. دیوارهای cro-ve-nos-nyh co-courts و pleu-ru.
بیشتر این خون از-te-ka-et به برون-چی-ال-وریدها و از-به-بله - به غیر جفت (در سمت راست) و در lu -not-pair-nuyu است. چپ-وا). خیلی دردناک نیست کفشی که چه-ست-و آر-ته-ری-النوی برون-هی-النوی خون-vi-st-pa-et in l-goch-ny ve-ns .
ارکستر(ارکستر آلمانی) - نام تعدادی از آلات موسیقی که اصل آن شبیه به ارگ و سازدهنی است.
ارکستر در اصل یک ارگ قابل حمل بود که توسط ابوت ووگلر در سال 1790 طراحی شد. این شامل حدود 900 لوله، 4 دفترچه راهنما با 63 کلید و 39 پدال بود. ماهیت "انقلابی" ارکستر Vogler شامل استفاده فعال از زنگ های ترکیبی بود که باعث شد تا اندازه لوله های اندام لبی به میزان قابل توجهی کاهش یابد.
در سال 1791، همین نام به ساز ساخته شده توسط توماس آنتون کونز در پراگ داده شد. این ساز هم به لوله های ارگ و هم به سیم های پیانو مانند مجهز بود. ارکستر کونز دارای 2 دفترچه راهنمای 65 کلید و 25 پدال، 21 رجیستر، 230 سیم و 360 پیپ بود.
در آغاز قرن نوزدهم، تحت نام ارکستریون (همچنین ارکستر) تعدادی از سازهای مکانیکی خودکار ظاهر شد که برای تقلید صدای ارکستر اقتباس شده بودند.
این ابزار شبیه یک کابینت بود که در داخل آن یک فنر یا مکانیزم پنوماتیکی تعبیه شده بود که هنگام پرتاب سکه فعال می شد. چیدمان سیم ها یا لوله های ساز به گونه ای انتخاب می شد که در حین عملکرد سازوکار، آثار موسیقی خاصی به صدا در می آمد. این ساز در دهه 1920 در آلمان محبوبیت خاصی پیدا کرد.
بعدها، نوازنده های گرامافون جایگزین ارکستر شدند.
Bergkirchen: 2004. ISBN 3-932275-84-5.
CC © wikiredia.ru
آزمایشی که در دانشگاه گرانادا انجام شد، اولین آزمایشی بود که در آن یک پوست مصنوعی با درم بر اساس یک ماده زیستی آراگوسو-فیبرین ایجاد شد. تاکنون از مواد زیستی دیگری مانند کلاژن، فیبرین، پلی گلیکولیک اسید، کیتوزان و ... استفاده شده است.
پوستی پایدارتر با عملکردی مشابه پوست طبیعی انسان ایجاد شده است.
در سال 2006، دانشمندان بریتانیایی ایجاد روده مصنوعی را اعلام کردند که قادر به بازتولید دقیق واکنش‌های فیزیکی و شیمیایی در طول هضم است.
اندام از پلاستیک مخصوصو فلزی که فرو نمی ریزند و خورده نمی شوند.
سپس، برای اولین بار در تاریخ، کاری انجام شد که نشان داد چگونه سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی در یک ظرف پتری را می‌توان در بافت بدن با معماری سه‌بعدی و نوع اتصالات ذاتی در گوشت توسعه‌یافته طبیعی مونتاژ کرد.
بافت روده مصنوعی می تواند گزینه درمانی شماره 1 برای افرادی باشد که از انتروکولیت نکروزان، بیماری التهابی روده و سندرم روده کوتاه رنج می برند.
در طول این تحقیق، گروهی از دانشمندان به رهبری دکتر جیمز ولز از دو نوع سلول پرتوان استفاده کردند: سلول های بنیادی انسان جنینی و القایی که از برنامه ریزی مجدد سلول های پوست انسان به دست می آیند.
سلول های جنینی پرتوان نامیده می شوند زیرا می توانند به هر یک از 200 نوع سلول مختلف در بدن انسان تبدیل شوند.
سلول های القا شده برای "شانه زدن" ژنوتیپ یک اهدا کننده خاص، بدون خطر رد بیشتر و عوارض مرتبط مناسب هستند. این یک اختراع جدید از علم است، بنابراین هنوز مشخص نیست که آیا سلول های القا شده ارگانیسم بالغ دارای پتانسیل یکسانی با سلول های جنین هستند یا خیر.
بافت روده مصنوعی به دو شکل "آزاد" شد که از دو نوع مختلف سلول بنیادی جمع آوری شده بود.
تبدیل سلول های فردی به بافت روده زمان و تلاش زیادی را صرف کرد.
دانشمندان بافت را با استفاده از مواد شیمیایی و همچنین پروتئین هایی به نام فاکتورهای رشد برداشت کردند. در یک لوله آزمایش، مواد زنده به همان روشی رشد کردند که در جنین انسان در حال رشد بود.
ابتدا به اصطلاح اندودرم به دست می آید که از آن مری، معده، روده ها و ریه ها و همچنین پانکراس و کبد رشد می کنند. اما پزشکان به اندودرم دستور دادند که فقط به سلول های اولیه روده تبدیل شود. 28 روز طول کشید تا آنها به نتایج ملموس برسند. بافت بالغ شده و عملکرد جذبی و ترشحی دستگاه گوارش سالم انسان را به دست آورده است. همچنین دارای سلول های بنیادی خاصی است که اکنون کار با آنها بسیار آسان تر خواهد بود.
همیشه کمبود اهداکنندگان خون وجود دارد - کلینیک های روسیه فقط با 40٪ از هنجار محصولات خونی ارائه می کنند.
یک عمل قلب با استفاده از سیستم گردش خون مصنوعی به خون 10 اهدا کننده نیاز دارد. این احتمال وجود دارد که خون مصنوعی به حل مشکل کمک کند - به عنوان سازنده، دانشمندان قبلاً شروع به جمع آوری آن کرده اند. پلاسمای مصنوعی، گلبول های قرمز و پلاکت ها ایجاد شده اند. کمی بیشتر، و ما می توانیم ترمیناتور شویم!
پلاسما- یکی از اجزای اصلی خون، قسمت مایع آن است. "پلاسمای پلاستیکی" که در دانشگاه شفیلد (بریتانیا) ساخته شده است، می تواند تمام عملکردهای یک پلاسمای واقعی را انجام دهد و برای بدن کاملا بی خطر است. حاوی مواد شیمیایی است که می تواند اکسیژن و مواد مغذی را حمل کند. امروزه پلاسمای مصنوعی برای نجات جان افراد در شرایط سخت طراحی شده است، اما در آینده نزدیک در همه جا مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
خوب، این قابل توجه است. اگرچه تصور اینکه پلاستیک مایع در درون شما جریان دارد یا بهتر است بگوییم پلاسمای پلاستیکی کمی ترسناک است. از این گذشته، برای تبدیل شدن به خون، هنوز باید با گلبول های قرمز، لکوسیت ها و پلاکت ها پر شود. متخصصان دانشگاه کالیفرنیا (ایالات متحده آمریکا) تصمیم گرفتند به همکاران انگلیسی خود در مورد "سازنده خونین" کمک کنند.
آنها کاملاً مصنوعی ساخته شدند گلبول های قرمزاز پلیمرهایی که قادر به حمل اکسیژن و مواد مغذی از ریه‌ها به اندام‌ها و بافت‌ها و بالعکس هستند، یعنی عملکرد اصلی گلبول‌های قرمز واقعی را انجام می‌دهند.
علاوه بر این، آنها می توانند به سلول ها تحویل دهند داروها. دانشمندان مطمئن هستند که در سال های آینده، تمام آزمایشات بالینی گلبول های قرمز مصنوعی تکمیل خواهد شد و می توان از آنها برای انتقال خون استفاده کرد.
درست است که قبلاً آنها را در پلاسما رقیق کرده بودیم - حتی به صورت طبیعی و حتی مصنوعی.
نمی خواهند از همتایان کالیفرنیایی خود عقب بمانند، مصنوعی پلاکت هاتوسط دانشمندان دانشگاه Case Western Reserve، اوهایو توسعه یافته است. به طور دقیق، اینها دقیقاً پلاکت نیستند، بلکه دستیارهای مصنوعی آنها هستند که همچنین از یک ماده پلیمری تشکیل شده است. وظیفه اصلی آنها ایجاد یک محیط موثر برای چسباندن پلاکت ها است که برای جلوگیری از خونریزی ضروری است.
اکنون در کلینیک ها از توده پلاکتی برای این کار استفاده می شود، اما به دست آوردن آن یک فرآیند پر زحمت و نسبتا طولانی است. لازم است اهداکنندگان را پیدا کنید تا پلاکت ها را دقیق انتخاب کنید، که علاوه بر این، بیش از 5 روز ذخیره نمی شوند و مستعد ابتلا به عفونت های باکتریایی هستند.
ظهور پلاکت های مصنوعی همه این مشکلات را برطرف می کند. بنابراین این اختراع کمک کننده خوبی خواهد بود و به پزشکان اجازه می دهد که از خونریزی نترسند.
خون واقعی و مصنوعی چی بهتره؟
خون مصنوعی دو وظیفه اصلی دارد:
1) حجم سلول های خونی را افزایش می دهد
2) عملکردهای غنی سازی اکسیژن را انجام می دهد.
در حالی که ماده ای که حجم سلول های خونی را افزایش می دهد مدت هاست در بیمارستان ها استفاده می شود، اکسیژن درمانی هنوز در دست توسعه و تحقیقات بالینی است.
پزشکان امپریال کالج لندن ادعا می‌کنند که موفق به تولید یک ماده شبه استخوانی شده‌اند که از نظر ترکیب بسیار شبیه به استخوان‌های واقعی است و کمترین شانس رد شدن را دارد.
مواد جدید استخوان مصنوعی در واقع از سه ترکیب شیمیایی به طور همزمان تشکیل شده اند که کار سلول های بافت استخوان واقعی را شبیه سازی می کنند.
پزشکان و متخصصان پروتز در سراسر جهان اکنون در حال توسعه مواد جدیدی هستند که می تواند جایگزین کاملی برای بافت استخوانی در بدن انسان باشد.
با این حال، تا به امروز، دانشمندان فقط مواد استخوان مانندی ساخته اند که هنوز به جای استخوان های واقعی، هرچند شکسته، پیوند زده نشده اند.
مشکل اصلی چنین مواد شبه استخوانی این است که بدن آنها را به عنوان بافت های استخوانی "بومی" نمی شناسد و در آنها ریشه نمی دهد. در نتیجه، فرآیندهای رد در مقیاس بزرگ می تواند در بدن بیمار با استخوان های پیوند شده آغاز شود که در بدترین حالت ممکن است حتی منجر به نارسایی گسترده در سیستم ایمنی و مرگ بیمار شود.
دانشمندان آمریکایی از دانشگاه ییل به رهبری لورا نیکلاسون به پیشرفتی دست یافته اند: آنها موفق به ایجاد یک ریه مصنوعی و پیوند آن به موش ها شدند.
همچنین، یک ریه به طور جداگانه ایجاد شد که به طور مستقل کار می کند و از کار یک اندام واقعی تقلید می کند.
باید گفت که ریه انسان یک مکانیسم پیچیده است.
مساحت یک ریه در یک فرد بالغ حدود 70 است متر مربعبرای اطمینان از انتقال موثر اکسیژن و دی اکسید کربن بین خون و هوا مونتاژ شده است. ولی بافت ریهترمیم آن دشوار است، بنابراین در حال حاضر تنها راه برای جایگزینی قسمت های آسیب دیده اندام پیوند است. این روش به دلیل درصد بالای مردود شدن، بسیار پرخطر است.
طبق آمار، ده سال پس از پیوند، تنها 10-20٪ از بیماران زنده می مانند.
"ریه مصنوعی" یک پمپ ضربانی است که هوا را در بخش هایی با فرکانس 40-50 بار در دقیقه ارسال می کند. یک پیستون معمولی برای این کار مناسب نیست؛ ذرات مواد قطعات مالشی یا مهر و موم آن می توانند وارد جریان هوا شوند. در اینجا، و در سایر دستگاه های مشابه، از دم های فلزی یا پلاستیکی راه راه استفاده می شود - دم.
هوا خالص شده و به دمای مورد نیاز رسیده، مستقیماً به برونش ها می رسد.
دست های مصنوعی در قرن نوزدهم
به دو دسته «دست های کار» و «دست های آرایشی» یا کالاهای لوکس تقسیم می شدند.
برای یک آجرکار یا کارگر، آنها محدود به تحمیل بانداژ ساخته شده از آستین چرمی با اتصالات بر روی ساعد یا شانه بودند که ابزاری مطابق با حرفه کارگر - انبر، حلقه، قلاب و غیره به آن وصل می شد.
دست های مصنوعی زیبایی بسته به شغل، سبک زندگی، میزان تحصیلات و سایر شرایط، کم و بیش پیچیده بودند.
دست مصنوعی می تواند به شکل یک دست طبیعی باشد، با پوشیدن یک دستکش بچه گانه که قادر به تولید کارهای خوب باشد. کارت ها را بنویسید و حتی آن ها را به هم بزنید (مانند دست معروف ژنرال داویدوف).
اگر قطع عضو به مفصل آرنج نرسید، با کمک یک بازوی مصنوعی می توان عملکرد اندام فوقانی را بازگرداند. اما اگر بازو قطع می شد، کار دست فقط از طریق وسایل حجیم، بسیار پیچیده و سخت امکان پذیر بود.
علاوه بر دومی، اندام های فوقانی مصنوعی شامل دو آستین چرمی یا فلزی برای بازو و ساعد بود که به وسیله آتل های فلزی به صورت متحرک بالای مفصل آرنج لولا می شد. دست از چوب سبک ساخته شده بود و یا روی ساعد ثابت بود یا متحرک.
در مفاصل هر انگشت چشمه هایی وجود داشت. از انتهای انگشتان، رشته‌های روده‌ای می‌روند که در پشت مفصل مچ دست به هم متصل می‌شد و به شکل دو توری قوی‌تر ادامه می‌یابد و یکی از غلتک‌ها از مفصل آرنج عبور می‌کند و به فنر روی شانه بالایی متصل می‌شود، در حالی که دیگری که روی بلوک حرکت می کرد آزادانه با یک چشم به پایان رسید.
با خم شدن ارادی مفصل آرنج، انگشتان دست در این دستگاه بسته می‌شوند و اگر شانه با زاویه قائم خم می‌شد، کاملا بسته می‌شد.
برای سفارشات دست های مصنوعیکافی بود اندازه‌های طول و حجم کنده و همچنین دست سالم را مشخص کنید و تکنیک هدفی را که قرار بود انجام دهند توضیح دهید.
پروتزهای دست باید تمام ویژگی های لازم را داشته باشند، به عنوان مثال عملکرد بستن و باز کردن دست، نگه داشتن و رها کردن هر چیزی از دست، و پروتز باید ظاهری داشته باشد که اندام از دست رفته را تا حد امکان تکرار کند.
دست های مصنوعی فعال و غیرفعال وجود دارد.
فقط کپی غیرفعال ظاهردست ها و دست های فعال که به بیوالکتریک و مکانیکی تقسیم می شوند عملکردهای بسیار بیشتری را انجام می دهند. دست مکانیکی یک دست واقعی را کاملاً با دقت تکرار می کند، به طوری که هر فرد قطع عضو می تواند در بین افراد استراحت کند و همچنین می تواند یک شی را برداشته و رها کند.
بانداژی که به کمربند شانه ای متصل است، برس را به حرکت در می آورد.
پروتز بیوالکتریک به لطف الکترودهایی کار می کند که جریان تولید شده توسط ماهیچه ها را در حین انقباض می خوانند، سیگنال به ریزپردازنده منتقل می شود و پروتز حرکت می کند.
برای فردی که آسیب فیزیکی به اندام تحتانی دارد، البته پروتزهای پا با کیفیت بالا مهم هستند.
این بستگی به سطح قطع عضو دارد انتخاب صحیحپروتزی که جایگزین و حتی بسیاری از عملکردهایی است که مشخصه اندام بود.
پروتز برای افراد پیر و جوان و همچنین برای کودکان، ورزشکاران و کسانی که علیرغم قطع عضو، زندگی به همان اندازه فعال دارند وجود دارد. یک پروتز کلاس بالا از یک سیستم پا، مفاصل زانو، آداپتورهای ساخته شده از مواد درجه یک و افزایش استحکام تشکیل شده است.
صفحات:← قبلی1234بعدی →
محمدحسین دباغی و همکاران Biomicrofluidics 2018
گروهی از دانشمندان کانادایی و آلمانی برای نوزادانی که با مشکلات تنفسی متولد می شوند، ریه های مصنوعی خارجی ساخته اند. ریه های خارجی جدید سیستمی از میکروکانال ها هستند که از غشاهای متخلخل دو طرفه تشکیل شده اند که خون جریان یافته در آنها را با اکسیژن غنی می کنند. بر اساس مقاله‌ای در این مقاله، خون از طریق چنین کانال‌هایی به خودی خود جریان می‌یابد، که یک مزیت بزرگ است و به جلوگیری از بسیاری از مشکلات مرتبط با پمپ‌های خارجی کمک می‌کند. بیومیکروسیال
سندرم دیسترس تنفسی (RDS) تقریباً در 60 درصد نوزادان در هفته 28 بارداری و 15 تا 20 درصد در هفته های 32 تا 36 بارداری رخ می دهد. با این حال، از آنجایی که ریه‌ها یکی از اندام‌هایی هستند که در پایان بارداری رشد می‌کنند، نوزادان نارس مبتلا به RDS به کمک خارجی بیشتری برای اکسیژن‌رسانی به خونشان نیاز دارند تا زمانی که ریه‌های خودشان به تنهایی وظایف خود را به طور کامل انجام دهند. در این مورد، مواردی وجود دارد که تهویه مکانیکی ریه ها کافی نیست و پزشکان مجبور می شوند خون را به طور مستقیم با اکسیژن غنی کنند. در چنین مواردی، لازم است خون نوزاد را از طریق سیستم های غشایی خاصی که در آن خون با اکسیژن اشباع شده است، هدایت کرد.
اما، برخلاف بزرگسالان، نوزادان معمولاً بیش از 400-500 میلی لیتر خون ندارند، بنابراین برای جلوگیری از رقیق شدن بیش از حد و هماتوکریت کم، استفاده از بیش از 30-40 میلی لیتر خون برای اکسیژن رسانی خارج از بدن خطرناک است. این واقعیت زمانی را که یک واحد خون می تواند در خارج از بدن سپری کند، محدود می کند، یعنی فرآیند اکسیژن رسانی باید نسبتاً سریع اتفاق بیفتد. علاوه بر این، برای جلوگیری از افت فشار که هنگام استفاده از پمپ پرفیوژن رخ می دهد و می تواند به سلول های خونی آسیب برساند، قلب باید حرکت خون را از طریق سیستم غشایی فراهم کند. و اگرچه این مهم نیست، اما خوب است که غشاها بتوانند خون را با اکسیژن با استفاده از هوای معمولی برای این کار غنی کنند، و نه مخلوطی از گازها یا اکسیژن خالص که مخصوصاً تهیه شده است.
دانشمندان سعی کردند با استفاده از مفهوم جفت مصنوعی تمام این الزامات را برآورده کنند. این شامل تبادل گازها بین خون و یک منبع خارجی است، بدون اینکه خون نوزاد با مایعات دیگر مخلوط شود (فقط با اضافه کردن نمک به آن برای حفظ مقدار مایع در گردش در رگ های خونی). در عین حال، از آنجایی که حجم خون خارج از بدن نباید از 30 میلی لیتر تجاوز کند، لازم است ساختاری ایجاد شود که در یک حجم ثابت، سطح تماس خون با غشای تبادل گاز حداکثر باشد. ساده ترین راه برای انجام این کار پر کردن یک جعبه با ارتفاع بسیار کم با خون است، اما چنین ساختاری بسیار ناپایدار خواهد بود. این واقعیت است که ساختار باید نازک، اما در عین حال قوی و همچنین از مواد متخلخل ساخته شده باشد که محدودیت های اصلی را در ایجاد ریه های مصنوعی اعمال می کند.
برای تبادل گاز موثر، دانشمندان دو غشای متخلخل مربعی (43 × 43 میلی متر) پلی دی متیل سیلوکسان را به موازات یکدیگر قرار دادند و بین آنها شبکه ای از ستون های مربعی با ضلع میلی متر قرار دادند که کانال های مستقیم و عمود بر یکدیگر بسیاری را تشکیل می دهند که از طریق آنها خون می گذرد. جریان می یابد. این ستون‌ها علاوه بر نگه‌داشتن مکانیکی غشاها، به مخلوط کردن خون نیز کمک می‌کردند و باعث می‌شد که ترکیب آن در سراسر سیستم یکدست‌تر شود. همچنین برای پایداری کافی سازه، عدم ایجاد تغییر شکل در حین کار و کاهش تأثیر عیوب، یکی از غشاها باید به اندازه کافی ضخیم باشد تا از استحکام سازه اطمینان حاصل شود، اما در عین حال نازک باشد تا گاز تبادل می تواند از طریق آن رخ دهد. برای کاهش ضخامت لایه پلی دی متیل سیلوکسان بدون از دست دادن خواص مکانیکی آن، محققان شبکه ای از نوارهای فولادی تقویت شده را در آن وارد کردند.
