Технология израильского Техниона поможет дышать недоношенным младенцам

Более 10% детей во всем мире рождаются преждевременно. В первые дни жизни органы всех младенцев, и особенно недоношенных, существенно ограничены в своих функциях, поскольку еще не развились полностью. 

Одним из таких органов у недоношенных является дыхательная система, которая начинает функционировать в полном объеме только на самых поздних стадиях развития плода. По этой причине преждевременные роды часто характеризуются респираторным расстройством, в том числе из-за отсутствия в организме недоношенных уникального "мыльного" вещества (сурфактанта), которое предотвращает коллапс легких и облегчает дыхание.

К счастью, современная медицина способна справиться с этой проблемой и спасти недоношенных детей, обеспечивая их легким искусственный сурфактант через аппарат искусственной вентиляции легких, нагнетающий воздух в дыхательные пути ребенка через трубку, вставляемую в рот. Однако использование такого аппарата сегодня не обходится без проблем - одним из возможных побочных эффектов его применения для недоношенных детей является повреждение ткани легких. Дело в том, что до сих пор не выработаны стандартные рабочие параметры вентиляции легких, такие, как процентное содержание кислорода в поставляемом воздухе, объем, давление, скорость и т.п.. Врачи делают все возможное, чтобы вовремя корректировать процесс в зависимости от состояния каждого ребенка и свести травмы к минимуму, но, тем не менее, многие дети страдают от таких повреждений. Отказаться от процедуры нельзя - она имеет критическое значение для спасения жизней недоношенных младенцев.

Тут как раз и приходит на помощь уникальная модель, разработанная исследователями из Техниона. После длительного процесса математического моделирования дыхательных потоков воздуха докторант Элирам Ноф и профессор Жозуэ Шнитман с факультета биомедицинской инженерии Техниона разработали физическую силиконовую модель, которая имитирует верхние дыхательные пути недоношенного ребенка в трех измерениях и в реальной величине.

Исследователи были удивлены, обнаружив явление, которое до сих пор вообще не упоминалось в медицинской литературе: сильную воздушную струю на выходе из дыхательной трубки во рту младенца. Элирам Ноф: «Известно, что трубка может повредить деликатные ткани младенца, но влияние воздушного потока оставалось незамеченным. Мы впервые обнаружили, что из-за своего расположения внутри трахеи ребенка эта воздушная струя способна "сдвигать" эпителиальную ткань - слой клеток, который покрывает верхние дыхательные пути - вызывая повреждения и воспаление, чреватое серьезным риском для недоношенного младенца».

Проверка на силиконовой модели показала, что воздушный поток действительно "стирает" легочную ткань и способен серьезно повредить хрупкие легкие новорожденного. Хорошая новость заключается в том, что на основании полученных данных исследователи смогли разработать рекомендации по более осторожному применению аппаратов искусственного дыхания. Адаптация существующих медицинских протоколов к конфигурации воздушного потока в дыхательной системе ребенка может уменьшить риск и повысить шансы на полное и эффективное развитие дыхательной системы.

По словам д-ра Лирона Боренштейна, старшего врача отделения неонатологии и интенсивной терапии новорожденных в больнице "Рамбам" в Хайфе, «благодаря успехам медицины мы сегодня можем спасать очень ранних недоношенных детей и лечить все более сложные заболевания. Тем не менее, респираторная недостаточность по-прежнему является существенным фактором детской заболеваемости и смертности. Новая технология может помочь нам понять причины травм дыхательных путей и научиться их предотвращать».​

Исследование, проведенное Элирамом Нофом и проф. Шнитманом совместно с проф. Даном Вайсманом, заведующим отделением новорожденных в медицинском центре "Кармель", опубликовано в научном журнале Journal of The Royal Society Interface​.

Источник: MFA
На фото: докторант Элирам Ноф (справа) и профессор Жозуэ Шнитман/Технион