Descrizione del progetto
Dispositivi di respirazione artificiale di ispirazione biologica
La sindrome da insufficienza respiratoria acuta è una grave patologia polmonare caratterizzata dalla rapida insorgenza di un’infiammazione nei polmoni, che provoca un accumulo di liquidi e un ridotto assorbimento di ossigeno. Le terapie esistenti, come la ventilazione meccanica e l’ossigenazione extracorporea a membrana (ECMO), presentano rischi elevati. L’ECMO utilizza membrane sintetiche a fibre cave per sostituire la funzione polmonare, ma risulta insufficiente per quanto riguarda efficienza ed emocompatibilità. Finanziato dal Consiglio europeo per l’innovazione, il progetto BioMembrOS si propone di simulare la respirazione di uccelli e pesci per un approccio biomimetico più efficace contro la sindrome da insufficienza respiratoria acuta. I ricercatori svilupperanno strutture a membrana che offrono una migliore emocompatibilità e permeabilità ai gas. Nel complesso, ci si attende che questo lavoro rivoluzioni i dispositivi di respirazione artificiale.
Obiettivo
Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is currently seen in huge numbers of patients worldwide due to the COVID-19 pandemic,
but also before that, respiratory diseases were the third largest cause of death in the EU. Current therapy for respiratory failure
includes mechanical ventilation and extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) both associated with high morbidity and
mortality. In ECMO devices the functionality of the lungs tissue membranes that are responsible for gas exchange during breathing is
usually taken over by bundles of synthetic cylindrical hollow fiber membranes. Geometries and transport characteristics of standard
hollow fiber membranes are not suitable for re-building the structurally complex and dynamic contracting microstructure of the
mammalian lung and consequently, artificial devices to assist/replace respiration still face major limitations in size, flow characteristics
and hemocompatibility that impede the development of efficient intracorporeal devices. In BioMembrOS, we want to follow a
groundbreaking new biomimetic approach, and replicate main characteristics of the most effective respiration found in vertebrates,
mainly birds and fish, in order to develop membrane structures that will serve as key elements for a novel generation of artificial
respiration devices. To reach this goal, we will a) optimize geometry of the membrane structure by mimicking microstructure of the
gills of fish to increase outer surface per membrane area, mimicking globular shape of the gas transporting inner lumen and
interconnected arrangement of membrane fibers of avian respiration; b) design and control flow characteristics and boundary layer
applying μPIV experimental flow investigations and structural design optimization; c) design and synthesize bi-soft segment
polyurethane membranes with increased hemocompatibility and gas permeability with phase inversion; and d) verify and benchmark
the boosted mass transfer capabilities by in-vitro blood tests
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) HORIZON-EIC-2023-PATHFINDEROPEN-01
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HORIZON-EIC -Coordinatore
1040 Wien
Austria