Membran oxygenator

En membransyresättare är en anordning som används för att tillsätta syre till och ta bort koldioxid från blodet . Det kan användas i två huvudsakliga lägen: för att imitera lungornas funktion vid kardiopulmonell bypass (CPB) och för att syresätta blod i långsiktig livsuppehållande, kallad extrakorporeal membransyresättning (ECMO). En membranoxygenator består av ett tunt gaspermeabelt membran som separerar blod- och gasflödena i CPB-kretsen; syre diffunderar från gassidan in i blodet och koldioxid diffunderar från blodet in i gasen för bortskaffande.

Historia

Historien om oxygenatorn , eller den konstgjorda lungan, går tillbaka till 1885, med den första demonstrationen av en diskoxygenator, på vilken blod exponerades för atmosfären på roterande skivor av Von Frey och Gruber. Dessa pionjärer noterade farorna med blodströmmar, skumbildning och koagulering. Under 1920- och 30-talen fortsatte forskningen för att utveckla extrakorporeal syresättning. Genom att arbeta självständigt visade Brukhonenko i Sovjetunionen och John Heysham Gibbon i USA möjligheten av extrakorporeal syresättning. Brukhonenko använde utskurna hundlungor, medan Gibbon använde en syrgasanordning av direktkontakt av trumma, som perfuserade katter i upp till 25 minuter på 1930-talet.

Gibbons banbrytande arbete belönades i maj 1953 med den första framgångsrika kardiopulmonella bypassoperationen . Oxygenatorn var av den stationära filmtypen, i vilken syre exponerades för en film av blod när det strömmade över en serie av rostfria stålplattor.

Nackdelarna med direktkontakt mellan blodet och luften kändes väl igen, och den mindre traumatiska membransyresättaren utvecklades för att övervinna dessa. Den första konstgjorda lunglungan med membran demonstrerades 1955 av gruppen ledd av Willem Kolff , och 1956 avlägsnade den första syrgasanordningen med engångsmembran behovet av tidskrävande rengöring före återanvändning. Inget patent lämnades in eftersom Kolff ansåg att läkare borde göra teknik tillgänglig för alla, utan sinne för vinst. ^{[ citat behövs ]}

De första membranet konstgjorda lungorna var sammansatta av stora platta ark av tunt silikongummi som användes för att separera blod och gas. Dr. Kolff insåg behovet av en mer kompakt lungdesign och konstruerade den första lindade lungdesignen med användning av polyeten. Dessa första konstruktioner var dock opraktiska på grund av högt motstånd och stor primervolym. Inspirerad av Kolffs design Theodor Kolobow den första framgångsrika spiralspiralmembranlungan i George Henry Alexander Clowes laboratorium med hjälp av en glasfiberskärm av vinyl för att tillåta gas att lättare flöda in i röret. För dessa och andra innovationer, inklusive applicering av lätt sug för att bilda en tät försegling och förhindra hypobar gasemboli , utfärdades NIH ett patent 1970 för kiselgummi spiralspiral membranlunga som uppfanns av Dr. Kolobow.

Kolobow, med hjälp av Dr Warren Zapol och NIH-veterinären Joseph Price, försökte de första in vivo-experimenten med spiralmembranets konstgjorda lunga på hundar och lamm. Teamet fortsatte med att uppfinna den första konstgjorda moderkakan 1967.

De tidiga konstgjorda lungorna använde relativt ogenomträngliga polyeten- eller teflon -homogena membran, och det var inte förrän mer högpermeabla silikongummimembran introducerades på 1960-talet (och som ihåliga fibrer 1971) som membranoxygenatorn blev kommersiellt framgångsrik. Införandet av mikroporösa ihåliga fibrer med mycket lågt motstånd mot massöverföring revolutionerade designen av membranmoduler, eftersom den begränsande faktorn för oxygenatorns prestanda blev blodmotståndet. Nuvarande konstruktioner av oxygenator använder typiskt ett extraluminalt flöde, där blodet strömmar utanför de gasfyllda ihåliga fibrerna, för kortvarig livsuppehållande, medan endast de homogena membranen är godkända för långvarig användning.

Se även

Bubbla oxygenator
Extrakorporeal cirkulation
E. Converse Peirce , gjorde förbättringar av membranoxygenator
Experiment i återupplivandet av organismer

^ Dorson, WJ och Loria, JB, "Heart Lung Machines", i: Websters Encyclopaedia of Medical Devices and Instrumentation, Vol. 3 (1988), Wiley, New York: 1440-1457.
^ Galletti, PM, "Cardiopulmonary Bypass: A Historical Perspective", Artificiella organ 17:8 (1993), 675–686.
^ Gibbon, JH- ordförandens tilltal till det amerikanska samhället för konstgjorda inre organ, transaktioner av det amerikanska samhället för konstgjorda inre organ, 1 (1955), 58–62.
^ Kolff, WJ och Balzer R., "Den konstgjorda spirallungan", Transaktioner av det amerikanska samhället för konstgjorda inre organ, 1 (1955), 39–42.
^ Kolff, WJ och Effler, DB, "Engångsmembransyrgas (hjärt-lungmaskin) och dess användning i experimentell och klinisk kirurgi medan hjärtat arresteras med kaliumcitrat enligt Melrose-tekniken, transaktioner från American Society for Artificial Internal Organs, 2 (1956), 13-17.
^ Kolobow, T., och Bowman, RL, "Konstruktion och utvärdering av en artificiell hjärt-lunga i alveolmembranet", Transaktioner av American Society for Artificiella inre organ, 9 (1963), 238–241.
^ Dutton, RC, et al. , "Utveckling och utvärdering av en ny ihålig fibermembranoxygenator", Transactions of the American Society for Artificial Internal Organs, 17 (1971), 331–336.
^ Gaylor, JDS, "Membrane Oxygenators: Current Developments in Design and Application", Journal of Biomedical Engineering 10 (1988), 541–547.

externa länkar

Oxygenator sammanfattning i hjärtkirurgi hos vuxen