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微型离心泵ECMO系统提升小动物模型血液相容性及器官保护研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月19日 来源:Biotechnology Journal 3.1
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为解决传统滚压泵在小型动物体外膜肺氧合(ECMO)治疗中引发的溶血和器官损伤问题,研究人员开发了集成微型离心泵的ECMO系统。该系统通过优化剪切应力显著降低血液损伤,实时多参数监测提升术中支持效率,实验证实其可抑制溶血、改善肾功能(降低NGAL水平)并稳定血流动力学,为心血管疾病和器官修复研究提供了创新平台。
体外膜肺氧合(ECMO)作为心血管和严重肺部疾病的核心治疗手段,其小型动物模型对研究心肺转流期间的器官保护机制至关重要。传统滚压泵因反复压缩-剪切作用导致溶血和器官损伤,而现有离心泵虽能降低剪切应力,却因流量范围和预充量限制难以适配小动物需求。
最新研发的微型集成化ECMO系统通过定制离心泵结构,将剪切应力控制在生理范围内,显著减少血液损伤。系统内置血流、压力和温度传感器,实现多参数实时监测,简化操作流程的同时提升围手术期支持效能。在6小时动物实验中,该系统展现出三大优势:溶血指数降低50%、肾功能标志物中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)水平下降、血流动力学稳定性提高1.8倍。
这项突破不仅解决了小动物ECMO研究中的关键技术瓶颈,更为探索心血管疾病治疗、器官功能恢复及ECMO作用机制提供了可靠平台。其创新性设计为血流动力学和病理生理学研究开辟了新途径,奠定了从基础研究向临床转化的重要基础。图形摘要直观展示了系统工作原理:微型离心泵通过优化流道设计产生层流,配合传感器网络形成闭环调控,最终实现器官保护与循环稳定的双重目标。