創造在微觀尺度上的呼吸空間

一種新型的微流體創新結構，或有助於改善人工胎盤的技術水平，並由此早產兒在出生後可以適當地發展肺功能。一個國際研究團隊展示了一種新技術來構建這種新型的微通道，在嬰兒血液和空氣之間進行更有效的氣體交換。改進的設計使用膜的兩側進行氣體交換，該組使用這種設計來開發一種原型，使血液通過薄膜氧化。上圖顯示了雙面單氧合器的掃描電子顯微鏡圖像。

呼吸窘迫綜合征是新生兒死亡的第二大原因。衛生保健提供者特別努力向早產兒輸送氧氣，早產兒在美國約佔全部分娩的十分之一，因為肺是子宮內完全發育的最後器官之一。一種新的微流體創新顯示了改善人工胎盤的希望，因此早產兒在出生後可以適當地發展肺功能。

一個國際研究小組展示了一種新的技術來構建微通道，在嬰兒血液和空氣之間進行更有效的氣體交換。改進的設計使用膜的兩側進行氣體交換，並且可以在不需要外部泵送機制的情況下提供近第三的氧早產兒的需要。這個小組使用這個設計來開發一個原型，使血液通過薄膜氧化。他們在《生物流體學Biomicrofluidics》雜誌上發表論文描述了這項發現。

「這裡的關鍵創新是開發一種大面積微流體裝置，」該論文的作者P. Ravi Selvaganapathy說。「你希望它是可以實現微流體的功能，因為例如1公斤嬰兒，可能只有100毫升血液。你想要一個設備每次只通過十分之一的容量。」

Selvaganapathy和他的團隊看著新生兒自己的心臟泵送他們的裝置。這一特性使得未來的氧合器在不一致的電力領域特別實用。孩子出生後，他或她的臍帶會連接到氧合器。當心臟跳動時，它通過臍帶循環血液，在那裡接收來自外部空氣的氧氣。

他說：「相比採取一些在大人身上工作的方法，並試圖適應新生兒（新生兒），我們會問，如果我們開始從頭開始設計這些裝置，並且從地面上建造這些裝置，這些設計會是什麼樣子呢？」

為了實現裝置中的精細調諧控制，研究人員構建了具有高表面積體積比的氣體交換膜。因此，該裝置可以通過保證啟動體積來模擬胎盤，在充氧時間足夠多的時候去除血液。

為了做到這一點，該小組的微細加工方法允許他們建立一個雙面氧合器，由50微米厚的不鏽鋼膜包圍硅橡膠加強。新的氧合器比單面氧合器有效三倍以上。

來源：https://phys.org/news/2018-07-room-microscale.html

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