Paru-paru tiruan

Paru-paru tiruan ialah sebuah peranti perubatan yang digunakan untuk menggantikan fungsi paru-paru manusia yang telah kehilangan fungsi asalnya. Misalnya, paru-paru yang telah dijangkiti virus ataupun kehilangan fungsi akibat sesuatu kemalangan dan sebagainya. Selain itu, paru-paru tiruan ini juga akan memainkan peranan sebagai paru-paru biologi bagi mengoksidasikan darah dalam badan kita dan pada masa yang sama, ia juga menghapuskan karbon dioksida (CO2). Walau bagaimanapun, disebabkan oleh teknologi perubatan masih belum mencapai tahap yang begitu maju lagi, kita hanya mempunyai sejenis paru-paru tiruan sahaja, iaitu pengoksigenan membran ekstrakorporeum (extracorporeal membrane oxygenation, ECMO).

Extracorporeal Membrane Oxygenation (ECMO)

‘Extracorporeal Membrane Oxygenation’ (ECMO) ialah sejenis teknik bagi merawat kekurangan penafasan dengan menyediakan sokongan penafasan kepada badan pesakit. Darah pesakit yang menyalur melalui paru-paru tiruan ini akan diagihkan kepada dua bahagian oleh gas-telap membran. Pada asalnya teknik ini hanya diaplikasikan kepada bayi sahaja tetapi sekarang ia telah digunakan secara meluas di kalangan orang dewasa.

Reka Bentuk ECMO

Kegagalan pernafasan disebabkan kegagalan paru-paru manusia untuk menjalani proses pertukaran gas (oksigen dan karbon dioksida). ECMO digunakan untuk melaksanakan fungsi paru-paru. Ia terdiri daripada kanula , pam, empangan darah, oksigenator dan penukar haba.

Kanula

Kanula adalah sambungan dari peredaran pesakit ke peredaran extracorporeal. Ia mengambil darah yang terdeoksigen dari peredaran vena pesakit dan mengembalikan darah yang beroksigen kepada peredaran arteri atau peredaran vena pesakit. Kanula diletakkan dalam vena femoral dengan pembedahan dipotong secara langsung atau dalam superior vena cava semasa diletak untuk ECMO semasa menjalankan pembedahan kardiotorasik. Disebabkan kembali darah yang oksigen, karotid biasa digunakan untuk akses arteri (VA ECMO) dan mengembalikan kanula kemungkinan dalam urat femoral untuk menghantar ECMO kepada akses vena (VV ECMO).

Pam

Pam roller biasa digunakan untuk menghantar darah melalui komponen-komponen litar extracorporeal dan menyediakan tekanan arteri kepada pesakit. Kadar pam yang boleh laras menentukan kadar pengaliran darah menerusi pam serta jumlah pengaliran arteri disumbangkan oleh litar. Pam tersebut mempunyai mekanisme tertentu untuk mengesan kenaikan tekanan disebabkan stalemate di mana dalam sebelah pulangan litar. Ia mampu mengurangkan atau menghentikan aliran sebelum peningkatan tekanan menyebabkan bencana pemotongan dalam litar.

Empangan darah

Empangan darah tersebut akan membekalkan isipadu darah yang bertindak sebagai penampan untuk membenarkan percanggahan antara kadar darah yang datangnya daripada pesakit dan juga kadar pam. Empangan darah juga dilengkapi dengan penderia bagi mengesan mekanisme pengosongan dan kawalan yang akan melambatkan dan menghentikan pam untuk memastikan bahawa kadar pengairan pam tidak melebihi kadar darah yang datang daripada pesakit.

Oksigenator

Oksigenator menyediakan kawasan pemukaan di mana berlakunya penukaran gas dengan gentian berongga atau membran silikon dilipat. Gas oksigen yang diluluskan akan melalui oksigenator dengan berlawanan arah pengaliran darah. Selain itu, ia juga mewujudkan berlawanan yang menggalakkan penyebaran oksigen ke dalam darah.

Penukar haba

Fungsi penukar haba adalah untuk memanipulasikan suhu darah yang akan kembali kepada pesakit berada pada 37°C bagi mencegah hipothermia.

Cabaran Masa Depan

Pada masa hadapan, teknologi baru akan memastikan kesederhanaan dan keselamatan ECMO yang merangkumi oksigenator yang baru, pam dan permukaan lapisan. Kini, para sainstis kita sedang membuat ujian dan penyelidikan ke atas paru-paru tiruan bagi meningkatkan pretasinya lagi dan menamakannya sebagai ‘BioLung’. Ia akan menggantikan fungsi penukaran gas seseorang dan meningkatkan mobiliti pesakit. ‘BioLung’ ini tidak memerlukan pam mekanikal dan darah juga tidak perlu meninggalkan badan pesakit. Selain itu, saiznya juga merupakan satu factor baru dan dapat diimplan ke dalam dada pesakit. Fungsinya pula adalah untuk memudahkan lagi proses pengepaman darah ke dalam jantung. Peranti ini juga dihiasi dengan berongga gentian plastic berlubang bagi memudahkan gas molekul melaluinya. Pertukaran gas akan berlaku di sini manakala darah pula akan megalir balik ke jantung supaya proses pengepaman darah dapat diteruskan ke seluruh badan.