Sztuczne płuca ułatwią oddychanie
Obecnie dostępne sztuczne płuca zwykle zawodzą po około miesiącu, przez co POChP pozostaje czwartą co do częstości przyczyną zgonów na świecie. Naukowcy z finansowanego przez UE projektu AMBULUNG (Ambulatory bio-artificial lung) dostarczyli pierwszych w swoim rodzaju, nadających się do noszenia, ambulatoryjnych płuc, będących połączeniem biologii i technologii, do użytkowania długoterminowego. Skuteczność komercyjnych systemów wspomagania płuc jest ograniczona przez tworzenie skrzepów na styku krew-maszyna. Ponadto, z racji znacznych rozmiarów, można je stosować tylko na oddziałach intensywnej opieki medycznej. Aby przeciwdziałać skrzepom, zwiększyć stopień wymiany gazowej i funkcjonalność jednostki wymiany gazowej, naukowcy pracowali nad integracją ludzkich komórek śródbłonka (EC) z membraną dyfuzyjną. Inną kluczową dziedziną, na której się skupiono, była miniaturyzacja urządzenia, tak aby zwiększyć mobilność pacjenta i umożliwić stosowanie ambulatoryjne. Uczestnicy projektu stworzyli odpowiednie procesy różnicowania EC z ludzkich zarodkowych komórek macierzystych, a następnie je namnożyli, aby zapewnić odpowiednią ich liczbę do celularyzacji membrany dyfuzyjnej. Jednocześnie sfunkcjonalizowali powierzchnię wymiany gazowej membrany dyfuzyjnej metodami biochemicznymi i fizycznymi, aby zapewnić odpowiednie dla celularyzacji warunki. Poprzez testy wysiewania przy użyciu nowych bioreaktorów dynamicznych, określili również optymalne warunki na powierzchni do promowania trwałego i stabilnego pokrycia jej komórkami. Udało się w dużej mierze zwiększyć przenośność, mobilność i funkcjonalność urządzenia. Uczestnicy projektu AMBULUNG stworzyli mały i lekki, innowacyjnie ukształtowany wymiennik gazowy ze zdolną do celularyzacji membraną dyfuzyjną. Zminiaturyzowany sprzęt, wraz z komponentami jednorazowymi, waży poniżej trzech kilogramów. Co istotne, objętość krwi w obiegu poza ciałem pacjenta jest mniejsza, co ograniczy ryzyko terapii. Stworzono prototypy całego systemu i z powodzeniem je przetestowano w warunkach laboratoryjnych oraz na zwierzętach i ludziach. Członkowie zespołu kontynuują wspólne prace po zakończeniu projektu AMBULUNG, aby dalej optymalizować i walidować ten system w warunkach klinicznych. Ich biologiczno-technologiczny system płucny stawia raczej na mobilność i samodzielność pacjentów z POChP niż na ich hospitalizację, poprawiając ich jakość życia. Pacjenci z POChP mogą spodziewać się szybkiej komercjalizacji produktu dzięki wszechstronnemu doświadczeniu partnera projektu z branży sztucznych płuc.
Słowa kluczowe
Sztuczne płuca, POChP, AMBULUNG, EC, membrana dyfuzyjna, bioreaktor
