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史蒂文斯设计通风器,新型注射疗法可能有助于治疗covid-19和其他呼吸窘迫

$ 50个通风机可从普通的,便宜的材料制成

Illustration of lungs under attack from COVID-19

患者感染covid-19经常出现严重的呼吸症状为自己的病情恶化;这种情况下,称为急性呼吸窘迫综合征(ARDS),也会发生由于一系列的其他原因。那些在临界条件与ARDS必须用机械通风,这涉及物理迫使氧与每一次呼吸肺进行治疗。

但呼吸机并不完美:他们可以过度牵拉而损伤肺,谁需要通风不生存ARDS患者的40-50%。一个在纽约市的地铁区域320通风covid-19的患者最近的研究发现,近90%,尽管在治疗中丧生 - 包括那些65岁及以上的为97%。

Professor Carrie Perlman
史蒂文斯教授卡丽·帕尔曼,与美国国立卫生研究院的支持,导致这两个项目

现在史蒂文斯研究人员提出,可以帮助对抗造成covid-19或其他医疗条件ARDS打了两个新的进展:成本较低的换气机系统,将允许更多的通风,快速,便携构造,和红色染料,似乎过度拉伸和呼吸机治疗过程中打破保护肺组织。

“我们相信这些都是有希望的,用于治疗呼吸窘迫有用的,”嘉莉说ê。帕尔曼,史蒂文斯 生物医学工程 教授,谁与支持,从指导工作 美国国立卫生研究院.

50换气$的野战医院,边远地区,发展中国家

新的呼吸机系统是史蒂文斯博士后研究员alcendino C的工作。雅尔丁 - 内托,谁来到学校,以解决通风损伤的具体挑战。

“呼吸机是呼吸治疗的关键,解释说:”帕尔曼。 “但他们有时会伤害肺。”

作为covid-19大流行危机加速,花园,内托阅读缺乏通风的足够数量和使用单呼吸机治疗多发性患者在一次医疗中心报告。他开始在帕尔曼史蒂文斯实验室摆弄常用的管道,阀门等部位,以创建一个新的管道线路,可以连接多个患者,每次用个性化的护理,单通风机。

史蒂文斯 postdoctoral researcher alcendino花园,内托 created a low-cost ventilation system<
alcendino花园,内托

“我想创造一些容易构建和低成本,使其可快速部署的,即使在低收入地区或发展中国家,他们可能没有足够的资源来订单或等待昂贵的通风量大,”他说。

他提出的系统的工作原理关闭喷射的空气中的任何流与适当的氧浓度,利用上的水柱大气压。

“设计是价格便宜,易于施工,指出:”帕尔曼。 “他想出了一种方法来个性化的最大吸气压力和通气时呼气最低压力都为多个病人。这是相当新颖,尤其是在一个简单的,机械的系统。”

花园,内托和帕尔曼描述一个系统 预印纸可在网上.

肺注射显示两种早期的研究中令人惊讶的承诺

尽管在呼吸机的设计和生产最好的进步,但是,最病的患者并不总是恢复。一个原因可能是损坏机械通气可以做已经削弱了肺。

当我们健康,我们的肺正常分泌天然表面活性剂以在薄液层的界面保持低表面张力线我们的气道。但肺部感染如covid-19可以改变在肺部条件的平衡。

在严重的情况下,血管在肺部泄漏,驱气道的部分 - 被称为水肿的条件。这个扼流圈离人体的自然能力,再充氧我们的血液,并能迅速引起缺氧(低氧),导致急性呼吸窘迫综合征,心脏骤停等致命症状。

“我们知道,在肺中在空气 - 液体界面处的表面张力在ARDS患者变得升高,”解释珀尔曼。 “连呼吸自然会导致受伤受损的肺。降低表面张力应减少运动伤害,包括通风伤害。这正是我的大部分研究都集中。”

进入红色染料。

帕尔曼的早期实验之一期间肺治疗候选人 - 硫氰酸盐B(SRB),用作食品着色日本和实验室程序荧光示踪剂无毒染料,出现了一个有前途的 - 和令人惊讶的。

“我们没有想到这个结果的。但一旦我们意识到的潜力,我们转移到研究SRB,”她解释说。

而染料的行动对肺液的机理尚未完全明了,这似乎赋予健康益处。在两个独立的研究,目前正在 准备出版可在线上biorxiv,帕尔曼 - 与博士后研究员谭l工作。 Nguyen和博士后研究员吴优博士'15 - 证实在模型系统中的SRB注射降低的表面张力,减少通风损伤和氧合改善

在SRB注射比目前的医学表面活性剂更有效,该研究小组发现。

“这表明,SRB治疗可能有助于一些尚未通风ARDS患者避免机械通气,并帮助一些通风ARDS患者的生存,”笔记帕尔曼。 “我们不知道在这样的潜力地平线任何其他肺部治疗。”

在手的新成果,她接下来将征询,以推动该疗法走向临床试验的进一步研究和临床和工业合作伙伴的合作支持。

“如果我们的工作可以帮助人们通过导致保护注入,这将是一个重大的进步,说:”帕尔曼。