نگرشي بر سير تكاملي و كاربردهاي باليني اكسيژناتورها : گذشته ، حال و آينده

A Perspective on the Development and Clinical Application of Oxygenators: Past, Present and Future

برخي فرآيندهاي باليني نيازمند استفاده از يك دستگاه ريه مصنوعي (اكسيژناتور) هستند. از جمله در سندرم‌هاي حاد تنفسي، ريه بيمار قادر به انجام كامل عملكرد طبيعي خود نمي‌باشد و نيازمند اندام كمكي جهت تكميل عملكرد خود است. از سوي ديگر، در عمل جراحي قلب باز از آن جائي كه قلب از حركت باز مي‌ايستد، در نتيجه خون به ريه‌ها پمپ نشده و خون در يك مدار خارج از بدن توسط ماشين قلب- ريه جريان مي‌يابد. تلاش براي ساخت اكسيژناتور مناسب از بيش از سه قرن پيش آغاز شده و تاكنون به پيشرفت‌هاي چشمگيري دست‌ يافته است و همواره تلاش بر اين بوده است كه ويژگي‌هاي ساختاري و عملكردي مناسب اين دستگاه كه مهم‌ترين آن ها شامل سازگاري با خون، ايجاد سطح تماس زياد بين خون و گاز، كاهش افت فشار بين جريان ورودي و خروجي و حجم عملياتي كم مي‌باشد، را ارتقا بخشند. اين مقاله به بررسي تاريخچه، خصوصيات ساختاري و عملكردي و هم‌چنين كاربرد‌هاي باليني انواع اكسيژناتورها در افراد بزرگسال، كودكان و نوزادان مي‌پردازد. علاوه بر آن تكنيك‌هاي مورد استفاده و عوامل پيشرفت و يا عوامل محدودكننده در آن‌ها نيز مورد بررسي قرار مي‌گيرد. هم چنين در اين راستا، جديدترين نمونه‌هاي اكسيژناتور معرفي شده‌اند. درپايان، توصيف اميدهاي آينده در جهت رسيدن به اكسيژناتورهاي قابل كاشت مي‌تواند ايده و‌ انگيزه‌هاي كارآمدي را در بين پژوهشگران زيست پزشكي در اين زمينه ايجاد كند.

Several therapeutic methods require an artificial lung (oxygenator) to replace the physiological function of lung. For instance, in some acute respiratory syndromes, the patient’s lungs are unable to perform their normal function and would need an assistive device to fulfill their performance. Moreover, in cardio-pulmonary bypass, when the heart has stopped pumping, blood is not sent to the lungs, and should be flowed in an extracorporeal circuit, incorporating an oxygenator through a heart-lung machine. The demand to design a proper oxygenator had begun since more than three centuries ago, and has achieved significant achievements so far. Efforts have been devoted to promote the performance characteristics of oxygenators by increasing their hemocompatibility, providing larger contact area between blood and gas phases, reducing blood pressure drop between inlet and outlet flows and lowering their priming volume. This article reviews the history, structural and functional properties of oxygenators and provides a wide perspective of their clinical applications for adults, children and neonates. Moreover, techniques used in different prototypes, as well as limiting factors are discussed. The state of art oxygenators and future aspects towards implantable oxygenators are also introduced which might be effective in motivating biomedical scientists to conduct their researches in this direction.