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Tecnologia poderá proteger o trato respiratório de bebês prematuros que precisam de ventilação assistida

Pesquisadores são os primeiros a apontar os danos do jato de ar que sai do tubo de ventilação endotraqueal

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Fonte

Technion | Instituto de Tecnologia de Israel

Data

quarta-feira, 22 janeiro 2020 17:00

Áreas

Biomecânica. Engenharia Biomédica. Medicina. Pneumologia.

Um novo modelo artificial de bebês prematuros facilitará experimentos que poderiam reduzir os ferimentos nos aparelhos de ventilação mecânica. O estudo, publicado na revista científica Journal of The Royal Society Interface, foi conduzido pelo doutorando Eliram Nof e pelo professor Dr. Josué Sznitman, da Faculdade de Engenharia Biomédica do Instituto de Tecnologia de Israel (Technion), em colaboração com o professor Dr. Dan Waisman, diretor da Unidade de Recém-Nascidos do Centro Médico Carmel.

Mais de 10% dos bebês em todo o mundo nascem prematuramente. Os bebês em geral, e os prematuros em particular, têm uma função limitada em vários aspectos, uma vez que seus órgãos ainda não foram capazes de se desenvolver completamente. Um deles é o sistema respiratório, que atinge a plena função apenas tardiamente durante o desenvolvimento fetal. Esta é a razão pela qual o parto prematuro é frequentemente caracterizado por desconforto respiratório, em parte devido à falta de surfactante, que impede o colapso dos pulmões e facilita a respiração.

Felizmente, a medicina moderna é capaz de lidar com esse problema e salvar bebês prematuros, principalmente fornecendo um surfactante externo que é entregue em conjunto com um equipamento de ventilação mecânica – um aparelho de respiração que bombeia ar para o trato respiratório do bebê através de um tubo de inserção oral.

No entanto, em sua forma atual, o uso do respirador pode trazer problemas. Um dos possíveis efeitos colaterais em prematuros que usam um aparelho de ventilação mecânica é o dano ao tecido pulmonar. Não há padronização para a escolha de parâmetros operacionais do ventilador, como a porcentagem de oxigênio no ar infundido, o volume de ar e a pressão,dentre outros. Os médicos fazem o possível para fazer ajustes com base na condição de cada bebê e para minimizar lesões. No entanto, muitos bebês são feridos durante esse processo, que é vital para salvar suas vidas.

É aqui que entra em cena o modelo exclusivo desenvolvido pelos pesquisadores do Technion. Após longa atividade de pesquisa nos níveis de modelagem matemática dos fluxos respiratórios, os pesquisadores desenvolveram um modelo físico de silicone que simula – em 3D e em tamanho real – o trato respiratório superior de um bebê prematuro.

Os pesquisadores ficaram surpresos ao descobrir um fenômeno não mencionado na literatura médica: um jato de ar na saída do tubo inserido na boca do bebê.

“Até agora, sabia-se que o tubo poderia causar lesões abrasivas no tecido delicado, mas os efeitos do fluxo de ar eram ignorados”, disse Eliram Nof. “No presente estudo, descobrimos pela primeira vez que, devido à sua localização na traqueia do bebê, esse jato exerce fortes forças de cisalhamento no tecido epitelial – a camada de células que cobre as vias aéreas superiores. Essas forças podem causar danos, incluindo inflamação, o que representa um risco real para o bebê prematuro ”, completa o doutorando.

Os pesquisadores examinaram essas descobertas em um modelo de silicone e concluíram que, de fato, o jato exerce atrito no tecido pulmonar que pode causar danos significativos. Com um estudo mais aprofundado, eles pretendem cultivar células biológicas vivas no modelo e examinar o efeito do jato sobre elas.

A boa notícia, no entanto, é que, a partir das descobertas, os pesquisadores fizeram recomendações quanto aos protocolos respiratórios desejados. Na sua estimativa, o ajuste dos protocolos respiratórios à configuração do fluxo no sistema respiratório do bebê pode reduzir o dano descrito e melhorar as chances desses bebês de desenvolver um sistema respiratório adequado.

Essas conclusões estão alinhadas com a tendência para reduzir a invasividade no tratamento e reduzir o uso de respiração invasiva, tanto quanto possível.

“Com os avanços da medicina, hoje podemos tratar bebês prematuros e doenças mais complexas. No entanto, a morbidade respiratória ainda é um fator significativo na mortalidade e morbidade prematuras do bebê. A tecnologia apresentada neste estudo – criando um modelo de uma área saudável e específica e explorando as forças exercidas sobre o tecido por um jato de ar criado sob ventilação mecânica – pode nos ajudar a entender os mecanismos que causam os danos que desejamos prevenir e desenvolver técnicas de respiração mais delicadas, apropriadas para a população infantil prematura”, concluiu a Dra. Liron Borenstein, médica sênior do Departamento de Neonatologia e Cuidados Intensivos Neonatais do Hospital Rambam, em Israel.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Instituto de Tecnologia de Israel (em inglês).

Fonte: Technion. Imagem: Nitzan Zohar, Technion.

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