Jak działa ECMO?

Przypomnijmy, pozaustrojowa oksygenacja krwi (ECMO, ang. extracorporeal membrane oxygenation) jest techniką polegającą na utlenowaniu (oksygenacji) krwi i eliminacji z niej dwutlenku węgla w oksygenatorze, z wykorzystaniem krążenia pozaustrojowego.

ECMO stosowane jest tylko u chorych w potencjalnie odwracalnych stanach zagrożenia życia z bardzo ciężką niewydolnością oddechową i/lub krążeniową, u których nie udało się uzyskać odpowiedzi na dostępne na oddziałach intensywnej terapii konwencjonalne metody leczenia. Stosowano je m.in. u chorych w ciężkim stanie po przechorowaniu COVID-19.

ECMO nie leczy serca ani płuc, lecz  daje choremu szansę na przeżycie okresu, w którym te narządy są niewydolne. Daje czas lekarzowi na leczenie choroby, która doprowadziła do skrajnej niewydolności krążeniowo-oddechowej.

Zespół Mounier-Kuhna - drugie na świecie przeszczepienie płuc w Zabrzu

Innowacyjne rozwiązania w nowym oksygenatorze

Jak podał we wtorek SUM, opracowane przez naukowców tej uczelni urządzenie OXiFlame zapewnia utlenowanie w warunkach znacznie bardziej zbliżonych do fizjologicznych. Urządzenie jest zbudowane jest z innych niż dotąd, opracowanych od podstaw materiałów. Charakteryzują się one gładką powierzchnią, zmniejszającą prawdopodobieństwo powstawania skrzeplin. Dodatkowo, materiał porowaty jest wypełniany cząstkami antykoagulantu. Taka innowacja sprawia, że stworzony materiał "żyje", podobnie jak ściana naczynia krwionośnego i podlega interakcji z przepływającą krwią. Cząsteczki antykoagulantu, które podczas pracy urządzenia są ścinane z jego powierzchni przez przepływającą krew, są zastępowane przez nowe, które dyfundują (wypływają) na powierzchnię z wnętrza materiału, chroniąc go przed wykrzepianiem. Zjawisko to, wraz z funkcjonowaniem urządzenia, poprawia przepuszczalność dla gazów, która aktualnie, w obecnie funkcjonującym ECMO  pogarsza się wraz z czasem użytkowania.

Ograniczenie stresu oksydacyjnego

Wykorzystane materiały umożliwiają też zastosowanie znacznie mniejszych stężeń tlenu, niż w obecnie funkcjonujących urządzeniach. Dzięki tej innowacji możliwe będzie ograniczenie obserwowanego w obecnie funkcjonującym ECMO stresu oksydacyjnego, który nasila aktywację śródbłonka naczyń, aktywuje układ krzepnięcia oraz  przyczynia się do aktywacji leukocytów ich migracji i uogólnionej reakcji zapalnej. Zjawiska te są odpowiedzialne za takie powikłania, jak krwawienia, spowodowane między innymi aktywacją układu krzepnięcia w obecnie stosowanym oksygenatorze lub wykrzepianie w przypadku zbyt małej podaży antykoagulantu grożą zatorami tętniczymi, między innymi udarami mózgu. Innymi częstym powikłaniami stresu oksydacyjnego są: zakażenia, sepsa, wstrząs septyczny. Stwarza to konieczność częstej wymiany obecnie funkcjonującego oksygenatora w ECMO - producenci rekomendują, by robić to co 14 dni.

OXiFLAME działa na zasadzie fizjologicznego przeciwprądu, zaczerpniętego z prawidłowej budowy histologicznej płuca czy nerki. Pozwala to na znaczące zmniejszenie podaży tlenu do stężeń niższych niż 50 proc. składu mieszanki oddechowej. Struktura oksygenetora i zastosowanie podwójnego obwodu przepływów przez filtry stworzone z tego samego materiału pozwalają na usuniecie skrzeplin z systemu bez konieczności wymiany oksygenatora, co obecnie jest problematyczne technicznie i może stwarzać zagrożenie dla pacjenta. Ewentualne mikroskrzepliny nie znajdą się w głównym nurcie krwi, ponieważ ruch wirowy pozwoli na ich skuteczne przemieszczenie.

Lekarze z Ochojca uratowali życie ciężarnej – matki czworga dzieci

Interdyscyplinarny zespół badaczy

Nad nowym oksygenatorem pracowali eksperci z różnych dziedzin: dr Ewa Trejnowska z Kliniki Anestezjologii i Intensywnej Terapii (Śląskie Centrum Chorób Serca  w Zabrzu,  Wydział Nauk Medycznych w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach) , dr. hab. Szymon Skoczyński, prof. SUM z Katedry i Kliniki Chorób Płuc i Gruźlicy SUM ( Wydział Nauk Medycznych w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, specjalistę w zakresie chorób układu oddechowego i patofizjologii oddychania) oraz dr. hab. Andrzej Swinarew (Instytut Inżynierii Biomedycznej, Uniwersytet Śląski Katowicach oraz Instytut Nauk o Sporcie, Akademia Wychowania Fizycznego w Katowicach).

Na etapie dalszych prac zespół inicjatorów został wsparty przez naukowców i klinicystów reprezentujących wszystkie trzy uczelnie: Jadwiga Gabor, Hubert Okła, Mateusz Przybyła,  Grzegorz Brożek, Agnieszka Skoczyńska, Piotr Knapik, Tomasz Darocha, Konrad Mendrala, Katarzyna Mizia-Stec, Arkadiusz Stanula, Barbara Szpikowska-Sroka, Magdalena Popczyk.

 Rozwiązanie jest chronione licznymi patentami polskimi. Zostało zgłoszone również do biur patentowych na obszarze Unii Europejskiej i Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej. -  Do szybkiego wdrożenia i przetestowania w warunkach laboratoryjnych i klinicznych konieczna jest współpraca z przemysłem biomedycznym, na którą jesteśmy otwarci – wyjaśnia prof. Szymon Skoczyński.

Polecamy także:

Koniec limitów w opiece paliatywnej i hospicyjnej

WHO: nowe wytyczne dotyczące wirusowego zapalenia wątroby typu B

Rekordowo niska liczba urodzeń we Włoszech. A jak jest w Polsce?