Americkým vědcům z Yale University pod vedením Laury Niklason se podařil průlom: podařilo se jim vytvořit umělou plíci a transplantovat ji krysám. Samostatně byla vytvořena také plíce, která funguje autonomně a napodobuje práci skutečného orgánu.

Je třeba říci, že lidské plíce jsou složitý mechanismus. Plocha jedné plíce u dospělého člověka je asi 70 metrů čtverečních a je uspořádána tak, aby umožňovala účinný přenos kyslíku a oxidu uhličitého mezi krví a vzduchem. Plicní tkáň se ale těžko opravuje, a tak je v tuto chvíli jedinou možností, jak poškozené části orgánu nahradit, transplantace. Tento postup je velmi rizikový vzhledem k vysokému procentu odmítnutí. Podle statistik zůstává deset let po transplantaci naživu pouze 10–20 % pacientů.

Laura Niklason komentuje: "Podařilo se nám navrhnout a vyrobit transplantovatelné plíce u krys, které účinně transportují kyslík a oxid uhličitý a okysličují hemoglobin v krvi. Toto je jeden z prvních kroků k obnově celých plic u větších zvířat a nakonec v lidé." .

Vědci odstranili buněčné složky z plic dospělé krysy a zanechali větvené struktury plicního traktu a krevních cév, které sloužily jako lešení pro nové plíce. A k růstu plicních buněk jim pomohl nový bioreaktor, který napodobuje proces vývoje plic v embryu. Výsledkem bylo, že vyrostlé buňky byly transplantovány na připravený skafold. Tyto buňky vyplnily extracelulární matrix – tkáňovou strukturu, která zajišťuje mechanickou podporu a transport látek. Tyto umělé plíce, které byly transplantovány krysám na 45–120 minut, přijaly kyslík a vypuzovaly oxid uhličitý stejně jako skutečné plíce.

Vědcům z Harvardské univerzity se ale podařilo simulovat práci plic offline v miniaturním zařízení založeném na mikročipu. Poznamenávají, že schopnost těchto plic absorbovat nanočástice ve vzduchu a napodobovat zánětlivou reakci na patogenní mikroby poskytuje zásadní důkaz, že mikročipové orgány mohou v budoucnu nahradit laboratorní zvířata.

Vědci ve skutečnosti vytvořili zařízení pro stěnu alveolů, plicní vezikuly, přes které se provádí výměna plynu s kapilárami. K tomu nasadili na syntetickou membránu na jednu stranu epiteliální buňky z alveolů lidských plic a na druhou stranu buňky plicních cév. Do plicních buněk v přístroji je přiváděn vzduch, do „cév“ tekutina napodobující krev a periodické protahování a stlačování přenáší proces dýchání.

Aby otestovali reakci nových plic na expozici, vědci ho nechali „vdechnout“ bakterii Escherichia coli spolu se vzduchem, který se dostal do „plíce“. A zároveň ze strany „cév“ vědci uvolňovali bílé krvinky do proudu tekutiny. Plicní buňky detekovaly přítomnost bakterie a spustily imunitní odpověď: bílé krvinky prošly membránou na druhou stranu a zničily cizí organismy.

Vědci navíc do vzduchu „vdechovaného“ zařízením přidali nanočástice včetně typických látek znečišťujících ovzduší. Některé typy těchto částic se dostaly do plicních buněk a způsobily zánět a mnohé přešly volně do „krevního proudu“. Vědci zároveň zjistili, že mechanický tlak při dýchání výrazně zvyšuje absorpci nanočástic.

Moderní lékařská technika umožňuje nahradit zcela nebo částečně nemocné lidské orgány. Elektronický kardiostimulátor, zesilovač zvuku pro lidi trpící hluchotou, čočka ze speciálního plastu - to jsou jen některé příklady využití techniky v medicíně. Stále rozšířenější jsou také bioprotézy poháněné miniaturními napájecími zdroji, které reagují na bioproudy v lidském těle.

Při nejsložitějších operacích srdce, plic či ledvin poskytuje lékařům neocenitelnou pomoc „Přístroj na umělou cirkulaci“, „Umělá plíce“, „Umělé srdce“, „Umělá ledvina“, které přebírají funkce tzv. operované orgány, umožnit na chvíli přerušit jejich práci.

"Umělé plíce" je pulsující čerpadlo, které dodává vzduch po částech s frekvencí 40-50krát za minutu. K tomu není vhodný běžný píst: do proudu vzduchu se mohou dostat částice materiálu jeho třecích částí nebo těsnění. Zde a v jiných podobných zařízeních se používají vlnité kovové nebo plastové měchy - měchy. Vyčištěný a přivedený na požadovanou teplotu je vzduch přiváděn přímo do průdušek.

„Stroj srdce-plíce“ je podobný. Jeho hadice jsou chirurgicky spojeny s krevními cévami.

První pokus nahradit funkci srdce mechanickým analogem byl učiněn již v roce 1812. Mezi množstvím vyráběných přístrojů však dosud nejsou zcela vyhovující lékaři.

Domácí vědci a designéři vyvinuli řadu modelů pod obecným názvem „Search“. Jedná se o čtyřkomorovou komorovou protézu vakuového typu určenou pro implantaci v ortotopické poloze.

Model rozlišuje levou a pravou polovinu, z nichž každá se skládá z umělé komory a umělé síně.

Základními prvky umělé komory jsou: tělo, pracovní komora, vstupní a výstupní ventily. Pouzdro komory je vyrobeno ze silikonové pryže vrstvením. Matrice se ponoří do kapalného polymeru, vyjme a vysuší - a tak dále a znovu, dokud se na povrchu matrice nevytvoří vícevrstvá srdcová dužina.

Pracovní komora má podobný tvar jako tělo. Byl vyroben z latexové pryže a poté ze silikonu. Konstrukčním znakem pracovní komory je odlišná tloušťka stěny, ve které se rozlišují aktivní a pasivní sekce. Konstrukce je navržena tak, že ani při plném napnutí aktivních úseků se protilehlé stěny pracovní plochy komory vzájemně nedotýkají, čímž je vyloučeno poranění krvinek.

Ruský designér Alexander Drobyshev navzdory všem potížím pokračuje ve vytváření nových moderních návrhů Poisk, které budou mnohem levnější než zahraniční modely.

Jeden z nejlepších zahraničních systémů pro dnešek "Umělé srdce" "Novacor" stojí 400 tisíc dolarů. S ní můžete čekat doma na operaci celý rok.

V pouzdře "Novakor" jsou dvě plastové komory. Na samostatném vozíku je externí služba: řídicí počítač, kontrolní monitor, který zůstává na klinice před lékaři. Doma s pacientem - zdroj, dobíjecí baterie, které se vyměňují a dobíjejí ze sítě. Úkolem pacienta je sledovat zelený indikátor kontrolek, který ukazuje nabití baterií.

Zařízení "Umělá ledvina" funguje již dlouhou dobu a lékaři je úspěšně používají.

Již v roce 1837, při studiu procesů pohybu roztoků přes polopropustné membrány, T. Grechen jako první použil a uvedl do užívání termín „dialýza“ (z řeckého dialisis – separace). Ale teprve v roce 1912 byl na základě této metody ve Spojených státech zkonstruován přístroj, s jehož pomocí jeho autoři experimentálně prováděli odstraňování salicylátů z krve zvířat. V přístroji, kterému říkali „umělá ledvina“, byly jako polopropustná membrána použity kolodiové trubičky, kterými proudila krev zvířete, a zvenčí byly promyty izotonickým roztokem chloridu sodného. Kolodium používané J. Abelem se však ukázalo jako dosti křehký materiál a později jiní autoři zkoušeli i jiné materiály pro dialýzu, např. střeva ptáků, plavecký měchýř ryb, pobřišnice telat, rákos a papír .

K zabránění srážení krve se používal hirudin, polypeptid obsažený ve sekretu slinných žláz pijavice lékařské. Tyto dva objevy byly prototypem pro veškerý další vývoj v oblasti extrarenální očisty.

Bez ohledu na vylepšení v této oblasti zůstává princip stejný. V jakékoli variantě "umělá ledvina" zahrnuje následující prvky: polopropustnou membránu, na jejíž jedné straně proudí krev, a na druhé straně - fyziologický roztok. K prevenci srážení krve se používají antikoagulancia – léčivé látky snižující srážlivost krve. V tomto případě se vyrovnají koncentrace nízkomolekulárních sloučenin iontů, močoviny, kreatininu, glukózy a dalších látek s malou molekulovou hmotností. Se zvýšením pórovitosti membrány dochází k pohybu látek s vyšší molekulovou hmotností. Přidáme-li k tomuto procesu přebytečný hydrostatický tlak ze strany krve nebo podtlak ze strany promývacího roztoku, pak bude proces přenosu doprovázen pohybem vody - konvekčním přenosem hmoty. Osmotický tlak lze využít i k přenosu vody přidáním osmoticky aktivních látek do dialyzátu. Nejčastěji se k tomuto účelu používala glukóza, méně často fruktóza a další cukry a ještě vzácněji produkty jiného chemického původu. Současně lze zavedením glukózy ve velkém množství dosáhnout skutečně výrazného dehydratačního účinku, nicméně zvýšení koncentrace glukózy v dialyzátu nad určité hodnoty se nedoporučuje kvůli možnosti komplikací.

Nakonec je možné zcela opustit roztok pro proplachování membrán (dialyzát) a získat přes membránu výstup kapalné části krve: vody a látek s molekulovou hmotností širokého rozsahu.

V roce 1925 provedl J. Haas první dialýzu člověka a v roce 1928 použil i heparin, neboť dlouhodobé užívání hirudinu bylo spojeno s toxickými účinky a samotný jeho vliv na srážlivost krve byl nestabilní. Poprvé byl heparin použit k dialýze v roce 1926 v experimentu H. Nehelse a R. Lima.

Vzhledem k tomu, že se výše uvedené materiály ukázaly jako málo použitelné jako základ pro tvorbu semipermeabilních membrán, hledání dalších materiálů pokračovalo a v roce 1938 byl poprvé pro hemodialýzu použit celofán, který v následujících letech zůstal hlavní surovinou pro výroba semipermeabilních membrán po dlouhou dobu.

První přístroj „umělé ledviny“ vhodný pro široké klinické použití vytvořili v roce 1943 W. Kolff a H. Burke. Poté byla tato zařízení vylepšena. Rozvoj technického myšlení v této oblasti se přitom nejprve ve větší míře týkal úprav dialyzátorů a teprve v posledních letech se začal ve velké míře dotýkat i samotných přístrojů.

V důsledku toho se objevily dva hlavní typy dialyzátorů, tzv. spirálový dialyzátor, kde se používaly celofánové trubice, a planparalelní, ve kterém byly použity ploché membrány.

V roce 1960 navrhl F. Keel velmi úspěšnou verzi planparalelního dialyzátoru s polypropylenovými deskami a během řady let se tento typ dialyzátoru a jeho modifikace rozšířil do celého světa a zaujal přední místo mezi všemi ostatními typy. dialyzátorů.

Poté se proces vytváření účinnějších hemodialyzátorů a zjednodušování techniky hemodialýzy rozvinul ve dvou hlavních směrech: v konstrukci samotného dialyzátoru, kdy v průběhu času zaujímaly dominantní postavení jednorázové dialyzátory, a v použití nových materiálů jako semipermeabilní membrány. .

Dialyzátor je srdcem "umělé ledviny", a proto hlavní úsilí chemiků a inženýrů vždy směřovalo ke zlepšení tohoto konkrétního článku ve složitém systému zařízení jako celku. Technické myšlení však neopomíjelo aparát jako takový.

V 60. letech 20. století vznikla myšlenka využít tzv. centrální systémy, tedy přístroje „umělých ledvin“, ve kterých se dialyzát připravoval z koncentrátu – směsi solí, jejichž koncentrace byla 30–34krát vyšší než jejich koncentrace v krvi pacienta.

Kombinace technik flush dialýzy a recirkulace byla použita v řadě přístrojů na umělé ledviny, jako například americkou firmou Travenol. V tomto případě cirkulovalo vysokou rychlostí asi 8 litrů dialyzátu v samostatné nádobě, do které byl umístěn dialyzátor a do které bylo každou minutu přidáno 250 mililitrů čerstvého roztoku a stejné množství bylo vhozeno do kanalizace.

Nejprve se k hemodialýze používala jednoduchá voda z vodovodu, poté se kvůli její kontaminaci, zejména mikroorganismy, pokusili použít vodu destilovanou, což se však ukázalo jako velmi drahé a neefektivní. Problém byl radikálně vyřešen po vytvoření speciálních systémů pro přípravu vodovodní vody, které zahrnují filtry pro její čištění od mechanických nečistot, železa a jeho oxidů, křemíku a dalších prvků, iontoměničové pryskyřice pro eliminaci tvrdosti vody a instalace tzv. "reverzní" osmóza.

Mnoho úsilí bylo vynaloženo na zlepšení monitorovacích systémů zařízení pro umělé ledviny. A tak kromě neustálého sledování teploty dialyzátu začali neustále sledovat pomocí speciálních senzorů chemické složení dialyzátu se zaměřením na celkovou elektrickou vodivost dialyzátu, která se mění s poklesem koncentrace soli, resp. se zvyšuje s jeho nárůstem.

Poté se v zařízeních „umělých ledvin“ začaly používat iontově selektivní průtokové senzory, které by neustále monitorovaly koncentraci iontů. Počítač naproti tomu umožňoval řídit proces zaváděním chybějících prvků z přídavných nádob, případně měnit jejich poměr pomocí principu zpětné vazby.

Hodnota ultrafiltrace při dialýze závisí nejen na kvalitě membrány, ve všech případech je rozhodujícím faktorem transmembránový tlak, proto se v monitorech široce uplatnily tlakové senzory: stupeň ředění v dialyzátu, tlak na vstupu popř. výstup z dialyzátoru. Moderní technologie využívající počítače umožňují naprogramovat proces ultrafiltrace.

Při výstupu z dialyzátoru se krev dostává do pacientovy žíly přes vzduchovou past, což umožňuje odhadnout okem přibližné množství průtoku krve, tendenci krve ke srážení. Pro prevenci vzduchové embolie jsou tyto pasti vybaveny vzduchovody, pomocí kterých v nich regulují hladinu krve. V současné době jsou v mnoha zařízeních umístěny ultrazvukové nebo fotoelektrické detektory na lapače vzduchu, které automaticky zablokují žilní vedení, když hladina krve v lapači klesne pod předem stanovenou úroveň.

Nedávno vědci vytvořili zařízení, která pomáhají lidem, kteří přišli o zrak – zcela nebo částečně.

Zázračné brýle byly například vyvinuty výzkumnou a vývojovou výrobní společností "Rehabilitation" na základě technologií, které byly dříve používány pouze ve vojenských záležitostech. Stejně jako noční zaměřovač funguje zařízení na principu infračerveného umístění. Matně černé čočky brýlí jsou vlastně plexisklové destičky, mezi kterými je uzavřeno miniaturní lokalizační zařízení. Celý lokátor spolu s brýlovým rámem váží cca 50 gramů – tedy zhruba jako běžné brýle. A jsou vybírány, jako brýle pro vidoucí, přísně individuálně, aby to bylo pohodlné a krásné. „Čočky“ plní nejen své přímé funkce, ale také zakrývají oční vady. Ze dvou desítek možností si každý může vybrat tu nejvhodnější pro sebe.

Používání brýlí není vůbec obtížné: musíte si je nasadit a zapnout napájení. Zdrojem energie je pro ně plochá baterie o velikosti krabičky cigaret. Zde v bloku je také umístěn generátor.

Signály, které vysílá, se poté, co narazí na překážku, vrátí zpět a jsou zachyceny „čočkami přijímače“. Přijaté impulsy jsou zesíleny, porovnány s prahovým signálem, a pokud se objeví překážka, okamžitě zazní bzučák – čím hlasitěji, tím blíže se k němu člověk přiblížil. Dosah zařízení lze upravit pomocí jednoho ze dvou rozsahů.

Práce na vytvoření elektronické sítnice úspěšně provádějí američtí specialisté z NASA a hlavního centra Univerzity Johnse Hopkinse.

Nejprve se snažili pomáhat lidem, kteří měli ještě nějaké zbytky zraku. „Byly pro ně vytvořeny brýle,“ píší S. Grigoriev a E. Rogov v časopise „Young Technician“, „kde jsou místo čoček instalovány miniaturní televizní obrazovky. Stejně maličké videokamery, umístěné na rámu, posílají do obrazu vše, co běžnému člověku spadne do zorného pole. Pro zrakově postižené je však obraz také dešifrován pomocí vestavěného počítače. Takové zařízení nevytváří zvláštní zázraky a nedělá nevidomé, říkají odborníci, ale umožní maximální využití zrakových schopností, které člověk ještě má, a usnadní orientaci.

Pokud například člověku zbyla alespoň část sítnice, počítač obraz „rozdělí“ tak, aby člověk viděl prostředí alespoň pomocí dochovaných okrajových oblastí.

Podle vývojářů takové systémy pomohou přibližně 2,5 milionu lidí se zrakovým postižením. Ale co ti, jejichž sítnice je téměř úplně ztracena? Pro ně vědci z očního centra Duke University (Severní Karolína) ovládají operaci implantace elektronické sítnice. Pod kůži se implantují speciální elektrody, které po napojení na nervy přenášejí obraz do mozku. Roleta vidí obrázek skládající se z jednotlivých svítících bodů, velmi podobný zobrazovací tabuli, která je instalována na stadionech, nádražích a letištích. Obraz na „výsledkové tabuli“ opět vytvářejí miniaturní televizní kamery upevněné na brýlové obrubě.

A konečně posledním slovem dnešní vědy je pokus o vytvoření nových citlivých center na poškozené sítnici pomocí metod moderní mikrotechnologie. Prof. Rost Propet a jeho kolegové jsou nyní zapojeni do takových operací v Severní Karolíně. Společně se specialisty NASA vytvořili první vzorky subelektronické sítnice, která je přímo implantována do oka.

„Naši pacienti samozřejmě nikdy nebudou moci obdivovat Rembrandtovy obrazy,“ komentuje profesor. „Stále však budou schopni rozlišit, kde jsou dveře a kde je okno, dopravní značky a vývěsní štíty…“

 100 velkých zázraků technologie

Petrohradská státní polytechnická univerzita

KURZOVÁ PRÁCE

Disciplína: Lékařské aplikační materiály

Téma: umělé plíce

Petrohrad

Seznam symbolů, termínů a zkratek 3

1. Úvod. čtyři

2. Anatomie dýchacího systému člověka.

2.1. Dýchací cesty. čtyři

2.2. Plíce. 5

2.3. Plicní ventilace. 5

2.4. Změny objemu plic. 6

3. Umělá plicní ventilace. 6

3.1. Základní metody umělé plicní ventilace. 7

3.2. Indikace pro použití umělé plicní ventilace. osm

3.3. Kontrola přiměřenosti umělé plicní ventilace.

3.4. Komplikace s umělou ventilací plic. 9

3.5. Kvantitativní charakteristiky způsobů umělé plicní ventilace. deset

4. Umělá plicní ventilace. deset

4.1. Princip činnosti přístroje umělé plicní ventilace. deset

4.2. Lékařské a technické požadavky na ventilátor. jedenáct

4.3. Schémata pro dodávání směsi plynů pacientovi.

5. Stroj srdce-plíce. 13

5.1. Membránové oxygenátory. čtrnáct

5.2. Indikace k mimotělní membránové oxygenaci. 17

5.3. Kanylace pro mimotělní membránovou oxygenaci. 17

6. Závěr. osmnáct

Seznam použité literatury.

Seznam symbolů, termínů a zkratek

IVL - umělá plicní ventilace.

BP – krevní tlak.

PEEP je pozitivní end-exspirační tlak.

AIC - stroj srdce-plíce.

ECMO - mimotělní membránová oxygenace.

VVEKMO - venovenózní mimotělní membránová oxygenace.

VAECMO - veno-arteriální mimotělní membránová oxygenace.

Hypovolémie je snížení objemu cirkulující krve.

To obvykle konkrétněji odkazuje na snížení objemu plazmy.

Hypoxémie - snížení obsahu kyslíku v krvi v důsledku poruch krevního oběhu, zvýšené potřeby tkání po kyslíku, snížení výměny plynů v plicích při jejich onemocněních, snížení obsahu hemoglobinu v krvi atd.

Hyperkapnie je zvýšený parciální tlak (a obsah) CO2 v arteriální krvi (a v těle).

Intubace je zavedení speciální hadičky do hrtanu ústy za účelem eliminace respiračního selhání při popáleninách, některých úrazech, těžkých křečích hrtanu, záškrtu hrtanu a jeho akutních, rychle odeznívajících otocích, např. alergických.

Tracheostomie je uměle vytvořená píštěl průdušnice, přivedená do vnější oblasti krku pro dýchání, obcházející nosohltan.

Do tracheostomie se zavede tracheostomická kanyla.

Pneumotorax je stav charakterizovaný akumulací vzduchu nebo plynu v pleurální dutině.

1. Úvod.

Lidský dýchací systém poskytuje in-stu-p-le-tion do těla ki-slo-ro-yes a odstranění plynu coal-le-ki-slo-go. Transport plynů a jiných non-ho-di-my nebo-ha-low-mu látek os-sche-st-v-la-et-sya pomocí cro- ve-nos-noy sis-the-we.

Funkce dýchacího systému-ha-tel-noy-te-we spočívá pouze v tom, že do krve dodáváme přesně takové množství ki -slo-ro-yes a odstraňujeme z ní uhlík-le-sour plyn. 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 pro savce hlavní zdroje energie. Bez ní život nemůže pokračovat déle než několik sekund.

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 není pro-is-ho-dit ne-in-medium-st-ven-ale z rodu mo-le-ku-lar-no-go ki-slo-. Využití O2 a tvorba CO2 souvisí s me-zh-du s bitvou pro-me-zhu-precise-we-mi me-ta-bo -li-che-ski-mi re-ak-tion- mi; theo-re-ti-che-ski, každá z nich nějakou dobu trvá.

Výměna O2 a CO2 mezi or-ha-low-mom a prostředím on-zy-va-et-sya dy-ha-ni-em. U vyšších zvířat probíhá proces dýchání-ha-niya osu-sche-st-in-la-et-sya bla-go-da-rya row-du-after-to-va-tel-nyh.

1. Výměna plynů mezi médiem a plícemi, která se obvykle označuje jako „snadná ventilace“.

Výměna plynu mezi al-ve-o-la-mi plícemi a krevním pohledem (snadné dýchání).

3. Výměna plynů mezi krevním obrazem a tkání. Plyny se re-re-ho-dyat uvnitř tkaniny do míst potřeby (pro O2) az míst výroby (pro CO2) (přesné dýchání na lepidlo).

Vy-pa-de-kterýkoli z těchto procesů vnáší do na-ru-she-ni-jámy dy-ha-nia a vytváří nebezpečí pro život - ne pro člověka.

2.

Ana-to-miya lidského dýchacího systému.

Dy-ha-tel-naya sys-te-ma che-lo-ve-ka se skládá z tkání a or-ga-nov, které poskytují-ne-chi-vayu-schih le-goch-nuyu žíly -ti-la- a snadné dýchání. Ke vzduch-du-ho-nos-ny způsoby od-no-syat-sya: nos, ztracený nos, ale-s-polykat-ka, gore-tan, tra-cheya, bron-hi a bron -chio-ly.

Plíce se skládají z bron-chi-ol a al-ve-o-lyar-nyh vaků, stejně jako ar-te-riy, ka-pil-la-ditch a žíly le-goch-no-go kru-ha kro- in-o-ra-sche-niya. K elementu-muži-tam ko-st-ale-my-shchech-noy systému-the-my, spojenému s dechem-ha-ni-em, z-no-syat-sya rib-ra, mezižebrovými svaly , bránice a pomocných dýchacích svalů.

Air-du-ho-nos-nye způsobem.

Nos a dutina nosu slouží jako pro-in-dia-schi-mi ka-na-la-mi pro air-du-ha, v některých je to on-gre-va-et-sya, uv- lazh-nya-et-sya a filter-ru-et-sya. V-ztracený but-sa you-stall-on-bo-ha-you-ku-la-ri-zo-van-noy mu-zi-stay shell-coy. Mnoho-číslo-len-stejné-st-hair-los-ki, stejně jako dodané-manželka res-nich-ka-mi epi-te-li-al-nye a bo-ka-lo-vid-nye buňky slouží pro oči dech-hae-mo-th air-du-ha z pevných částic.

V horní části los-ti leží ob-nya-tel-buňky.

Gor-tan leží mezi tra-he-she a kořenem jazyka. Ve-ztracené hory-ta-ne jednou-de-le-na-dvou skladech-ka-mi sli-zi-stánek shell-ki, ne napůl-ne-stu converge-dya-schi-mi-sya na střední čáře. Pro-country-st-in-mezi těmito sklady-ka-mi - go-lo-so-vaya mezera pro-schi-sche-but plate-coy in-lok-no-sto-go chrupavka - over-mountain-tan - ne-com.

Tra-heya na-chi-na-et-sya na dolním konci hor-ta-ni a sestupuje do hrudní dutiny, kde de-lit-sya na pravé -vy a levé průdušky; wall-ka jeho asi-ra-zo-va-on s-one-ni-tel-noy tkáně a chrupavky.

Hodiny, připojené k pi-che-vo-du, pro-me-shche-we-vazivový vaz. Pravý bronchus je obvykle krátký-ro-che a široký-re left-of-the-go. Vstupují do plic, hlavních průdušek ve stupních, ale rozkládají se do stále více malých trubiček (bron-chio-ly), z nichž některé jsou nejmenší ko-nech-nye bron-chio-ly yav- la-yut-sya v dalším prvku způsobů air-du-ho-nos-ny. Od hor-ta-ni až po konec bron-chi-ol trubek you-stlay-we-me-tsa-tel-ny epi-the-li-em.

2.2.

Obecně mají plíce vzhled rtů-cha-tyh, in-fig-tyh-well-with-vid-nyh-ra-zo-va-ny, ležící v obou v-lo-vi-nah hrudi -noy in-los-ti. Nejmenší konstrukční prvek snadno ovladatelné - dol-ka se skládá z konečného bron-chio-la, vedoucího k leg-goch-nu bron-hyo-lu a al-ve-o-lar-ny vaku. Stěny lehkého bron-chio-ly a al-ve-o-lyar-no-go bag ob-ra-zu-yut corner-lub-le-nia - al-ve-o-ly . Tato struktura plic zvětšuje jejich dýchací povrch, který je 50-100krát větší než povrch těla.

Stěny al-ve-olu se skládají z jedné vrstvy buněk epi-te-li-al-nyh a ok-ru-zhe-ny le-goch-ny-mi ka-pil -la-ra-mi. Vnitřní-ren-nya-top-ness al-ve-o-ly in-roof-ta-top-but-st-but-active-thing-th-st-vom sur-fak-tan- volume. From-del-naya al-ve-o-la, těsně co-at-ka-say-scha-sya se strukturami co-sed-ni-mi-tu-ra-mi, nemá žádnou formu -right-vil-no -go-many-grand-no-ka a přibližné velikosti až 250 mikronů.

Předpokládá se, že obecný povrch je al-ve-ol, prostřednictvím nějakého os-shche-st-in-la-et-sya gas-zo-ob -men, ex-po-nen-qi-al-but for-wee-sit z váhy te-la. S věkem, from-me-cha-et-sya, snížení oblasti-di-top-no-sti al-ve-ol.

Každý z nich je lehký-něco ok-ru-stejný-ale bag-com - roj plivanec. Vnější (pa-ri-tal-ny) list pohrudnice je připojen k vnitřnímu-ren-it na horní straně hrudní stěny a bránici -me, vnitřní-ren-ny (vis-ce-ral-ny ) in-roof-va-et easy.

Mezera mezi me-zh-du-li-st-ka-mi on-zy-va-et-sya slezina-ral-noy-lo-stu. S pohybem hrudníku vnitřní list obvykle snadno klouže po vnější. Tlak v plevis-ral-noy in-los-ti je vždy menší než at-mo-spheres-no-go (from-ri-tsa-tel-noe).

Umělé orgány: člověk může všechno

V podmínkách-lo-vi-yah je intrapleurální tlak člověka v průměru 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 samá-le-za (ti-mus) a srdce s bolestí-shi-mi so-su-da-mi, lim-fa-tiche uzly a pí -shche-voda.

Světlé art-the-riya nečerpá krev z pravé dcery srdce, je rozděleno na pravou a levou větev, která -něco napravo-la-ut-Xia do plíce.

Tyto ar-te-rii vet-vyat-sya, sledující bron-ha-mi, snadno zásobují velké struktury-tu-ry a tvoří pil-la-ry, op-le-tavící stěny-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 některých případech pro-me-zhu-přesná vrstva mezi me-zh-du-no-mi.

Z ka-pil-la-příkopu krev proudí do malých žilek, některé z nich se na konci konců spojují a tvoří plicní žíly zu-yut, zásobující krví levé předsrdce.

Bron-chi-al-nye ar-te-rii z kruhu bolesti-sho-th také přivádějí krev do plic, ale dodávají bron-chi a bron-chio-ly, lim-fa-ti-che-uzly, stěny cro-ve-nos-nyh co-kurtů a pleu-ru.

Většina této krve je z-te-ka-et do bron-chi-al-žil a z-do-ano - do nepárového (vpravo) a do lu -nepárového-nuyu ( vlevo-va). Velmi ne-bolest-bota-ať-che-st-vo ar-te-ri-al-noy bron-hi-al-noy krev-vi-st-pa-et v l-goch-ny ve-ns .

10 umělých orgánů k vytvoření skutečné osoby

Orchestrion(německy Orchestrion) - název řady hudebních nástrojů, jejichž princip je podobný varhanám a harmonice.

Orchestr byl původně přenosné varhany navržené opatem Voglerem v roce 1790. Obsahoval asi 900 píšťal, 4 manuály po 63 klávesách a 39 pedálů. „Revoluční“ povaha Voglerova orchestru spočívala v aktivním využívání kombinačních tónů, což umožnilo výrazně zmenšit velikost labiálních varhan.

V roce 1791 dostal stejný název nástroj vytvořený Thomasem Antonem Kunzem v Praze. Tento nástroj byl vybaven jak varhanními píšťalami, tak strunami podobnými klavíru. Kunzův orchestr měl 2 manuály po 65 klávesách a 25 pedálech, měl 21 rejstříků, 230 strun a 360 píšťal.

Na počátku 19. století pod názvem orchestrion (také orchestr) se objevila řada automatických mechanických nástrojů, uzpůsobených k napodobování zvuku orchestru.

Nástroj vypadal jako skříň, v níž byla umístěna pružina nebo pneumatický mechanismus, který se při vhození mince aktivoval. Uspořádání strun nebo píšťal nástroje bylo zvoleno tak, aby při chodu mechanismu zněla určitá hudební díla. Nástroj získal zvláštní popularitu v roce 1920 v Německu.

Později byl orchestrion nahrazen gramofonovými přehrávači.

viz také

Poznámky

Literatura

• Orchestr // Hudební nástroje: Encyklopedie. - M.: Deka-VS, 2008. - S. 428-429. - 786 str.
• Orchestr // Velká ruská encyklopedie. Ročník 24. - M., 2014. - S. 421.
• Mirek A.M. Voglerův orchestr // Odkaz na harmonické schéma. - M.: Alfred Mirek, 1992. - S. 4-5. - 60 s
• Orchestr // Hudební encyklopedický slovník. - M.: Sovětská encyklopedie, 1990. - S. 401. - 672 s.
• Orchestr // Hudební encyklopedie. - M.: Sovětská encyklopedie, 1978. - T. 4. - S. 98-99. - 976 str.
• Herbert Jüttemann: Orchestrien aus dem Schwarzwald: Instrumente, Firmen und Fertigungsprogramme.

  Bergkirchen: 2004. ISBN 3-932275-84-5.

CC © wikiredia.ru

Experiment provedený na univerzitě v Granadě byl prvním, při kterém byla vytvořena umělá kůže s dermis na bázi biomateriálu aragoso-fibrin. Doposud se používaly jiné biomateriály jako kolagen, fibrin, kyselina polyglykolová, chitosan atd.

Byla vytvořena stabilnější kůže s funkčností podobnou té, kterou má normální lidská kůže.

umělé střevo

V roce 2006 britští vědci oznámili vytvoření umělého střeva schopného přesně reprodukovat fyzikální a chemické reakce, ke kterým dochází během trávení.

Varhany jsou vyrobeny ze speciálního plastu a kovu, které se nebortí a nekorodují.

Poté byla poprvé v historii provedena práce, která demonstrovala, jak lze lidské pluripotentní kmenové buňky v Petriho misce sestavit do tělesné tkáně s trojrozměrnou architekturou a typem spojení, které je vlastní přirozeně vyvinutému masu.

Umělá střevní tkáň by mohla být terapeutickou možností č. 1 pro lidi trpící nekrotizující enterokolitidou, zánětlivým onemocněním střev a syndromem krátkého střeva.

Během výzkumu skupina vědců vedená Dr. Jamesem Wellsem použila dva typy pluripotentních buněk: embryonální lidské kmenové buňky a indukované, získané přeprogramováním lidských kožních buněk.

Embryonální buňky se nazývají pluripotentní, protože jsou schopny se přeměnit na kteroukoli z 200 různých typů buněk v lidském těle.

Indukované buňky jsou vhodné pro „česání“ genotypu konkrétního dárce, bez rizika dalšího odmítnutí a přidružených komplikací. Jde o nový vynález vědy, takže zatím není jasné, zda mají indukované buňky dospělého organismu stejný potenciál jako buňky embrya.

Umělá střevní tkáň byla „uvolněna“ ve dvou formách, sestavených ze dvou různých typů kmenových buněk.

Proměnit jednotlivé buňky ve střevní tkáň stálo spoustu času a úsilí.

Vědci odebírali tkáň pomocí chemikálií a také proteinů nazývaných růstové faktory. Ve zkumavce rostla živá hmota stejným způsobem jako ve vyvíjejícím se lidském embryu.

umělé orgány

Nejprve se získá tzv. endoderm, ze kterého vyrůstá jícen, žaludek, střeva a plíce, dále slinivka a játra. Ale lékaři dali příkaz endodermu, aby se vyvinul pouze do primárních buněk střeva. Trvalo 28 dní, než vyrostly do hmatatelných výsledků. Tkáň dozrála a získala absorpční a sekreční funkci zdravého lidského trávicího traktu. Má také specifické kmenové buňky, se kterými bude nyní mnohem jednodušší pracovat.

umělá krev

Dárců krve je vždy nedostatek – ruské kliniky jsou zásobovány krevními produkty jen za 40 % normy.

Jedna operace srdce pomocí systému umělého oběhu vyžaduje krev 10 dárců. Existuje možnost, že problém pomůže vyřešit umělá krev – jako konstruktér ji už vědci začali sbírat. Byla vytvořena syntetická plazma, erytrocyty a krevní destičky. Ještě trochu a můžeme se stát Terminátory!

Plazma- jedna z hlavních složek krve, její tekutá část. "Plastové plazma", vytvořené na University of Sheffield (Velká Británie), může plnit všechny funkce skutečného plazmatu a je pro tělo absolutně bezpečné. Obsahuje chemikálie, které mohou přenášet kyslík a živiny. Dnes je umělá plazma určena k záchraně životů v extrémních situacích, ale v blízké budoucnosti se bude používat všude.

No, to je působivé. I když je trochu děsivé si představit, že uvnitř vás proudí tekutý plast, nebo spíše plastová plazma. Koneckonců, aby se stala krví, musí být ještě naplněna erytrocyty, leukocyty a krevními destičkami. Specialisté z University of California (USA) se rozhodli pomoci svým britským kolegům s "krvavým konstruktérem".

Vyvinuly se plně syntetické erytrocyty z polymerů schopných přenášet kyslík a živiny z plic do orgánů a tkání a naopak, tedy plnit hlavní funkci skutečných červených krvinek.

Kromě toho mohou do buněk dodávat léky. Vědci jsou přesvědčeni, že v nadcházejících letech budou dokončeny všechny klinické studie umělých erytrocytů a budou moci být použity k transfuzi.

Je pravda, že předtím, než je zředili v plazmě - dokonce i v přírodní, dokonce i v syntetické.

Nechtějí zaostávat za svými kalifornskými protějšky, umělé krevní destičky vyvinuté vědci z Case Western Reserve University, Ohio. Abychom byli přesní, nejedná se přesně o krevní destičky, ale o jejich syntetické pomocníky, sestávající rovněž z polymerního materiálu. Jejich hlavním úkolem je vytvořit efektivní prostředí pro lepení krevních destiček, které je nutné k zástavě krvácení.

Nyní se na klinikách k tomu používá hmota krevních destiček, ale její získání je namáhavý a poměrně dlouhý proces. Je nutné najít dárce, provést přísný výběr krevních destiček, které navíc nejsou skladovány déle než 5 dní a jsou náchylné k bakteriálním infekcím.

Nástup umělých krevních destiček všechny tyto problémy odstraňuje. Vynález tedy bude dobrým pomocníkem a lékařům umožní nebát se krvácení.

Skutečná a umělá krev. co je lepší?

Pojem "umělá krev" je trochu nesprávné označení. Skutečná krev plní velké množství úkolů. Umělá krev zatím umí jen některé.Pokud vznikne plnohodnotná umělá krev, která dokáže zcela nahradit tu pravou, bude to skutečný průlom v medicíně.

Umělá krev má dvě hlavní funkce:

1) zvyšuje objem krvinek

2) plní funkce obohacování kyslíkem.

Zatímco látka zvyšující objem krvinek se v nemocnicích používá již dlouho, oxygenoterapie je stále ve vývoji a klinickém výzkumu.

3. Údajné výhody a nevýhody umělé krve

umělé kosti

Lékaři z Imperial College London tvrdí, že se jim podařilo vyrobit pseudokostní materiál, který je svým složením nejpodobnější skutečným kostem a má minimální šanci na odmítnutí.

Nové umělé kostní materiály se ve skutečnosti skládají ze tří chemických sloučenin najednou, které simulují práci skutečných buněk kostní tkáně.

Lékaři a specialisté na protetiku po celém světě nyní vyvíjejí nové materiály, které by mohly sloužit jako kompletní náhrada kostní tkáně v lidském těle.

Dodnes však vědci vytvořili pouze materiály podobné kostem, které dosud nebyly transplantovány místo skutečných kostí, byť zlomených.

Hlavním problémem takových pseudo-kostních materiálů je, že je tělo nerozpozná jako „nativní“ kostní tkáně a nezakoření se v nich. Díky tomu mohou v těle pacienta s transplantovanými kostmi začít rozsáhlé rejekční procesy, které v nejhorším případě mohou vést až k masivnímu selhání imunitního systému a smrti pacienta.

umělé plíce

Americkým vědcům z Yale University pod vedením Laury Niklason se podařil průlom: podařilo se jim vytvořit umělou plíci a transplantovat ji krysám.

Také byla vytvořena samostatně plíce, která funguje autonomně a napodobuje práci skutečného orgánu.

Je třeba říci, že lidské plíce jsou složitý mechanismus.

Plocha jedné plíce u dospělého člověka je asi 70 metrů čtverečních a je uspořádána tak, aby umožňovala účinný přenos kyslíku a oxidu uhličitého mezi krví a vzduchem. Plicní tkáň se ale těžko opravuje, takže v současnosti je jedinou možností, jak poškozené části orgánu nahradit, transplantace. Tento postup je velmi rizikový vzhledem k vysokému procentu odmítnutí.

Podle statistik zůstává deset let po transplantaci naživu pouze 10–20 % pacientů.

"Umělé plíce" je pulsující čerpadlo, které dodává vzduch po částech s frekvencí 40-50krát za minutu. Klasický píst k tomu není vhodný, částice materiálu jeho třecích částí nebo těsnění se mohou dostat do proudu vzduchu. Zde a v jiných podobných zařízeních se používají vlnité kovové nebo plastové měchy - měchy.

Vyčištěný a přivedený na požadovanou teplotu je vzduch přiváděn přímo do průdušek.

Změnit ruku? Žádný problém!..

umělé ruce

Umělé ruce v 19. století

se dělily na „pracovní ruce“ a „kosmetické ruce“, neboli luxusní předměty.

U zedníka nebo dělníka se omezovaly na uložení na předloktí nebo rameno obvazem z koženého návleku s kováním, ke kterému byl připevněn nástroj odpovídající povolání dělníka - kleště, prsten, hák atd.

Kosmetické umělé ruce v závislosti na povolání, životním stylu, stupni vzdělání a dalších podmínkách byly více či méně složité.

Umělá ruka by mohla mít podobu přirozené ruky s elegantní dětskou rukavicí, schopnou produkovat jemnou práci; psát a dokonce i míchat karty (jako slavná ruka generála Davydova).

Pokud amputace nedosáhla loketního kloubu, pak pomocí umělé paže bylo možné vrátit funkci horní končetiny; ale pokud byla amputována horní část paže, pak byla práce ruky možná pouze prostřednictvím objemných, velmi složitých a náročných aparátů.

Umělé horní končetiny se kromě posledně jmenovaného skládaly ze dvou kožených nebo kovových návleků na nadloktí a předloktí, které byly pohyblivě zavěšeny nad loketním kloubem pomocí kovových dlah. Ruka byla vyrobena ze světlého dřeva a buď připevněná k předloktí, nebo pohyblivá.

V kloubech každého prstu byly pružiny; střevní provázky vycházejí z konců prstů, které byly spojeny za zápěstním kloubem a pokračovaly ve formě dvou silnějších tkaniček a jedna, která prošla válečky přes loketní kloub, byla připevněna k pružině na horním rameni, zatímco druhý, rovněž pohybující se na kvádru, volně zakončený okem.

Při dobrovolné flexi loketního kloubu se prsty uzavřely v tomto aparátu a úplně se uzavřely, pokud bylo rameno ohnuté do pravého úhlu.

U objednávek umělých rukou stačilo uvést míry délky a objemu pahýlu i zdravé ruky a vysvětlit techniku ​​účelu, kterému mají sloužit.

Protézy na ruce by měly mít všechny potřebné vlastnosti, například funkci zavírání a otevírání ruky, držení a uvolňování čehokoli z rukou a protéza by měla mít vzhled, který co nejvěrněji kopíruje ztracenou končetinu.

Existují aktivní a pasivní protetické ruce.

Pasivní pouze kopírují vzhled ruky, zatímco aktivní, které se dělí na bioelektrické a mechanické, plní mnohem více funkcí. Mechanická ruka poměrně přesně kopíruje skutečnou ruku, takže každý člověk po amputaci může relaxovat mezi lidmi a může také zvednout předmět a uvolnit jej.

Bandáž, která je připevněna k ramennímu pletenci, uvádí kartáč do pohybu.

Bioelektrická protéza funguje díky elektrodám, které snímají proud generovaný svaly při kontrakci, signál se přenese do mikroprocesoru a protéza se pohybuje.

umělé nohy

Pro člověka s fyzickým poškozením dolních končetin jsou samozřejmě důležité kvalitní protézy nohou.

Právě na úrovni amputace končetiny bude záviset správný výběr protézy, která nahradí a dokonce dokáže obnovit řadu funkcí, které byly pro končetinu charakteristické.

Existují protézy pro mladé i staré lidi, ale i pro děti, sportovce i ty, kteří i přes amputaci vedou stejně aktivní život. Prvotřídní protéza se skládá ze systému chodidla, kolenních kloubů, adaptérů z prvotřídního materiálu a zvýšené pevnosti.

Stránky:← předchozí1234další →

Závažné respirační poruchy vyžadují naléhavou pomoc ve formě nucené ventilace. Ať už selhání samotných plic nebo dýchacích svalů je bezpodmínečnou nutností připojit složité zařízení k nasycení krve kyslíkem. Různé modely ventilátorů jsou nedílnou součástí služeb intenzivní péče nebo resuscitace nezbytných pro udržení života pacientů s manifestními akutními respiračními poruchami.

V nouzových situacích je takové vybavení samozřejmě důležité a nezbytné. Jako prostředek pravidelné a dlouhodobé terapie však bohužel není bez nevýhod. Například:

• nutnost trvalého pobytu v nemocnici;
• trvalé riziko zánětlivých komplikací v důsledku použití pumpy k přívodu vzduchu do plic;
• omezení kvality života a nezávislosti (nehybnost, neschopnost normálně jíst, potíže s řečí atd.).

K odstranění všech těchto obtíží při současném zlepšení procesu saturace krve kyslíkem umožňuje inovativní systém umělých plic iLA, jehož resuscitační, terapeutické a rehabilitační využití dnes nabízejí německé kliniky.

Bezrizikové zvládání dechové tísně

Systém iLA je zásadně odlišný vývoj. Jeho působení je mimoplicní a zcela neinvazivní. Poruchy dýchání jsou překonány bez nucené ventilace. Schéma saturace krve kyslíkem se vyznačuje následujícími slibnými inovacemi:

• nedostatek vzduchového čerpadla;
• nepřítomnost invazivních („embedded“) zařízení v plicích a dýchacích cestách.

Pacienti, kteří mají umělou plíci iLA, nejsou vázáni na stacionární přístroj a nemocniční lůžko, mohou se normálně pohybovat, komunikovat s ostatními lidmi, sami jíst a pít.

Nejdůležitější výhoda: není nutné uvádět pacienta do umělého kómatu s umělou podporou dýchání. Použití standardních ventilátorů v mnoha případech vyžaduje komatózní „vypnutí“ pacienta. Proč? Ke zmírnění fyziologických následků respirační deprese plic. Bohužel je to fakt: ventilátory tlumí plíce. Čerpadlo dodává vzduch pod tlakem. Rytmus přívodu vzduchu reprodukuje rytmus dechů. Ale při přirozeném dechu se plíce rozšiřují, v důsledku čehož v nich klesá tlak. A na umělém vstupu (nucený přívod vzduchu) se tlak naopak zvyšuje. To je opresivní faktor: plíce jsou ve stresovém režimu, který způsobuje zánětlivou reakci, která se ve zvlášť těžkých případech může přenést na další orgány – například játra nebo ledviny.

To je důvod, proč jsou dva faktory prvořadé a stejně důležité při používání pumpovaných respiračních podpůrných zařízení: naléhavost a opatrnost.

Systém iLA tím, že rozšiřuje řadu výhod v umělé podpoře dýchání, eliminuje související nebezpečí.

Jak funguje okysličovač krve?

Název „umělé plíce“ má v tomto případě zvláštní význam, protože systém iLA funguje zcela autonomně a není funkčním doplňkem pacientových vlastních plic. Ve skutečnosti se jedná o první umělou plíci na světě v pravém slova smyslu (a ne o plicní pumpu). Neventilují se plíce, ale samotná krev. K nasycení krve kyslíkem a odstranění oxidu uhličitého byl použit membránový systém. Mimochodem, na německých klinikách se tomu systému říká: membránový ventilátor (iLA Membranventilator). Krev je dodávána do systému v přirozeném pořadí, silou stlačení srdečního svalu (a nikoli membránovou pumpou, jako u přístroje srdce-plíce). Výměna plynů probíhá v membránových vrstvách přístroje v podstatě stejným způsobem jako v plicních alveolech. Systém skutečně funguje jako „třetí plíce“, vykládající nemocné dýchací orgány pacienta.

Membránový výměnný aparát (samotná „umělá plíce“) je kompaktní, jeho rozměry jsou 14 krát 14 centimetrů. Pacient nosí nástroj s sebou. Krev se do ní dostává přes katetrový port, speciální spojení s femorální tepnou. K připojení zařízení není nutná žádná chirurgická operace: port se zavádí do tepny v podstatě stejným způsobem jako jehla injekční stříkačky. Spojení je provedeno v inguinální zóně, speciální konstrukce portu neomezuje pohyblivost a nezpůsobuje pacientovi vůbec žádné nepříjemnosti.

Systém lze používat bez přerušení po poměrně dlouhou dobu, až jeden měsíc.

Indikace pro použití iLA

V zásadě se jedná o jakékoli respirační poruchy, zejména chronické. V největší míře se výhody umělé plíce projevují v následujících případech:

• chronická obstrukční plicní nemoc;
• syndrom akutní dechové tísně;
• poranění dýchacích cest;
• tzv. odvykací fáze: odvykání od ventilátoru;
• podpora pacienta před transplantací plic.

Lidské plíce jsou párový orgán umístěný v hrudníku. Jejich hlavní funkcí je dýchání. Pravá plíce má větší objem než levá. To je způsobeno skutečností, že lidské srdce, které je uprostřed hrudníku, má posun na levou stranu. Průměrná kapacita plic je cca. 3 litry, zatímco profesionální sportovci přes 8. Velikost jedné plíce ženy přibližně odpovídá třílitrové nádobě zploštělé na jedné straně o hmotnosti 350 g. U mužů tyto parametry jsou 10-15% více.

Vznik a vývoj

Tvorba plic začíná v 16-18 den embryonální vývoj z vnitřní části zárodečného laloku – entoblastu. Od tohoto okamžiku přibližně do druhého trimestru těhotenství dochází k vývoji bronchiálního stromu. Již od poloviny druhého trimestru začíná tvorba a vývoj alveolů. V době narození je struktura plic kojence zcela identická s tímto orgánem dospělého. Je třeba pouze poznamenat, že před prvním nádechem není v plicích novorozence žádný vzduch. A pocity při prvním nádechu dítěte jsou podobné pocitům dospělého, který se snaží vdechnout vodu.

Nárůst počtu alveolů pokračuje až 20-22 let. K tomu dochází zvláště silně v prvním roce a půl až dvou letech života. A po 50 letech začíná proces involuce, způsobený změnami souvisejícími s věkem. Snižuje se kapacita plic, jejich velikost. Po 70 letech se difúze kyslíku v alveolech zhoršuje.

Struktura

Levá plíce se skládá ze dvou laloků – horního a dolního. Ten pravý má kromě výše uvedeného i průměrný podíl. Každý z nich je rozdělen na segmenty a ty zase na labuly. Kostru plic tvoří stromovité průdušky. Každý bronchus vstupuje do těla plic spolu s tepnou a žílou. Ale protože tyto žíly a tepny jsou z plicního oběhu, pak tepnami proudí krev nasycená oxidem uhličitým a žilami proudí krev obohacená kyslíkem. Průdušky končí bronchiolami v labulech, v každém tvoří jeden a půl tuctu alveolů. Jsou tam, kde dochází k výměně plynu.

Celková plocha alveol, na kterých probíhá proces výměny plynů, není konstantní a mění se s každou fází nádechu a výdechu. Při výdechu je to 35-40 m2 a při nádechu 100-115 m2.

Prevence

Hlavní metodou prevence většiny nemocí je odvykání kouření a dodržování bezpečnostních předpisů při práci v nebezpečných odvětvích. Překvapivě, ale Přestat kouřit snižuje riziko rakoviny plic o 93 %. Pravidelný pohyb, častý pobyt na čerstvém vzduchu a zdravá strava dávají téměř každému šanci vyhnout se mnoha nebezpečným nemocem. Mnoho z nich se totiž neléčí a zachraňuje je pouze transplantace plic.

Transplantace

První transplantaci plic na světě provedl v roce 1948 náš lékař Demikhov. Od té doby počet takových operací ve světě přesáhl 50 tisíc. Z hlediska složitosti je tato operace ještě o něco složitější než transplantace srdce. Faktem je, že plíce kromě hlavní funkce dýchání nesou také další funkci - produkci imunoglobulinu. A jeho úkolem je zničit vše mimozemské. A u transplantovaných plic se takovým cizím tělesem může ukázat celý organismus příjemce. Proto je pacient po transplantaci povinen doživotně užívat léky potlačující imunitní systém. Dalším komplikujícím faktorem je obtížnost uchování dárcovských plic. Odděleni od těla „nežijí“ déle než 4 hodiny. Transplantovat můžete jak jednu, tak dvě plíce. Operační tým tvoří 35-40 vysoce kvalifikovaných lékařů. Téměř 75 % transplantací se vyskytuje pouze u tří onemocnění:
COPD
cystická fibróza
Hamman-Richův syndrom

Náklady na takovou operaci na Západě jsou asi 100 tisíc eur. Přežití pacientů je na úrovni 60 %. V Rusku se takové operace provádějí zdarma a přežije jen každý třetí příjemce. A pokud se celosvětově ročně provede více než 3000 transplantací, pak v Rusku je to jen 15-20. Poměrně silný pokles cen dárcovských orgánů v Evropě a Spojených státech byl pozorován během aktivní fáze války v Jugoslávii. Mnoho analytiků to připisuje podnikání Hashima Thaciho, který prodává živé Srby na orgány. Což mimochodem potvrdila Carla Del Ponte.

Umělé plíce – všelék nebo fikce?

V roce 1952 byla v Anglii provedena první operace na světě pomocí ECMO. ECMO není přístroj ani přístroj, ale celý komplex pro nasycení krve pacienta kyslíkem mimo jeho tělo a odstranění oxidu uhličitého z ní. Tento extrémně složitý proces může v principu sloužit jako jakési umělé plíce. Pouze pacient byl upoután na lůžko a často v bezvědomí. Ale s použitím ECMO přežije téměř 80 % pacientů se sepsí a více než 65 % pacientů s vážným poškozením plic. Samotné ECMO komplexy jsou velmi drahé a například v Německu jich je jen 5 a cena zákroku je asi 17 tisíc dolarů.

V roce 2002 Japonsko oznámilo, že testuje zařízení podobné ECMO, pouze o velikosti dvou krabiček cigaret. Dál než k testování to nezašlo. Po 8 letech vytvořili američtí vědci z Yale Institute téměř kompletní, umělé plíce. Byl vyroben z poloviny ze syntetických materiálů a z poloviny z živých buněk plicní tkáně. Zařízení bylo testováno na potkanech a přitom produkovalo specifický imunoglobulin jako odpověď na zavlečení patologických bakterií.

A jen o rok později, v roce 2011, již v Kanadě vědci navrhli a otestovali zařízení, které se zásadně liší od výše uvedeného. Umělá plíce, která zcela napodobovala tu lidskou. Cévy vyrobené ze silikonu o tloušťce až 10 mikronů, povrchová plocha propustná pro plyny podobná lidskému orgánu. A co je nejdůležitější, tento přístroj na rozdíl od jiných nepotřeboval čistý kyslík a dokázal obohatit krev kyslíkem ze vzduchu. A ke svému fungování nepotřebuje zdroje energie třetích stran. Může být implantován do hrudníku. Pokusy na lidech jsou plánovány na rok 2020.

Ale zatím je to všechno jen vývoj a experimentální vzorky. A letos na skladě vědci z University of Pittsburgh oznámili zařízení PAAL. Jedná se o stejný ECMO komplex, jen o velikosti fotbalového míče. K obohacení krve potřebuje čistý kyslík a ten lze použít pouze ambulantně, ale pacient zůstává mobilní. A dnes je to nejlepší alternativa k lidským plicím.

Skutečnost, že dýchání vzduchu do plic dokáže oživit člověka, je známá již od starověku, ale pomocná zařízení se k tomu začala vyrábět až ve středověku. V roce 1530 Paracelsus poprvé použil ústní vzduchový kanál s koženými měchy určenými k rozdmýchávání ohně v krbu. Po 13 letech Vezaleus publikoval práci „O struktuře lidského těla“, ve které zdůvodnil výhody ventilace trubicí zavedenou do průdušnice. A v roce 2013 vytvořili vědci z Case Western Reserve University prototyp umělé plíce. Zařízení využívá vyčištěný atmosférický vzduch a nepotřebuje koncentrovaný kyslík. Zařízení je svou strukturou podobné lidským plicím se silikonovými kapilárami a alveoly a funguje na mechanické pumpě. Biopolymerní trubičky napodobují větvení průdušek do bronchiolů. Do budoucna se plánuje vylepšení aparátu s ohledem na stahy myokardu. Přepravní ventilátor pravděpodobně nahradí mobilní zařízení.

Rozměry umělé plíce jsou až 15x15x10 centimetrů, její rozměry chtějí co nejvíce přiblížit lidskému orgánu. Obrovská plocha membrány pro difúzi plynu poskytuje 3-5násobné zvýšení účinnosti výměny kyslíku.

Zatímco se zařízení testuje na prasatech, testy již prokázaly jeho účinnost při respiračním selhání. Zavedení umělé plíce pomůže opustit masivnější transportní ventilátory, které pracují s výbušnými kyslíkovými lahvemi.

Umělá plíce umožňuje aktivaci pacienta, který je jinak omezen na resuscitátor na lůžku nebo transportní ventilátor. A s aktivací se zvyšuje šance na uzdravení a psychický stav.

Pacienti čekající na dárcovské plíce musí většinou zůstat v nemocnici poměrně dlouho na umělém kyslíkovém přístroji, pomocí kterého můžete pouze ležet na lůžku a sledovat, jak za vás přístroj dýchá.

Projekt umělé plíce schopné protetického selhání dýchání dává těmto pacientům šanci na rychlé uzdravení.

Přenosná sada umělých plic obsahuje samotné plíce a krevní pumpu. Autonomní práce je navržena až na tři měsíce. Malé rozměry přístroje umožňují nahradit transportní ventilátor zdravotnické záchranné služby.

Práce plic je založena na přenosné pumpě, která obohacuje krev o vzdušné plyny.

Někteří lidé (zejména novorozenci) nepotřebují dlouhodobou vysokou koncentraci kyslíku kvůli jeho oxidačním vlastnostem.

Další nestandardní obdobou mechanické ventilace používané u vysokého míšního poranění je transkutánní elektrická stimulace bráničních nervů („phrenicus stimulation“). Byla vyvinuta transpleurální masáž plic podle V.P.Smolnikova - vytvoření stavu pulzujícího pneumotoraxu v pleurálních dutinách.