Oxigenador de membrana

Un oxigenador de membrana es un dispositivo que se utiliza para añadir oxígeno a la sangre y eliminar el dióxido de carbono . Puede utilizarse principalmente en dos modos: para imitar la función pulmonar en la circulación extracorpórea (CEC) y para oxigenar la sangre en el soporte vital a largo plazo, denominado oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO). Un oxigenador de membrana consta de una fina membrana permeable a los gases que separa los flujos de sangre y gas en el circuito de CEC; el oxígeno se difunde desde el lado del gas hacia la sangre, y el dióxido de carbono se difunde desde la sangre hacia el gas para su eliminación.

La historia del oxigenador , o pulmón artificial, se remonta a 1885, con la primera demostración de un oxigenador de discos, en el que la sangre se exponía a la atmósfera sobre discos giratorios, realizada por Von Frey y Gruber. Estos pioneros señalaron los peligros de la hemorragia, la formación de espuma y la coagulación. En las décadas de 1920 y 1930, continuaron las investigaciones para el desarrollo de la oxigenación extracorpórea. Trabajando de forma independiente, Brukhonenko en la URSS y John Heysham Gibbon en Estados Unidos demostraron la viabilidad de la oxigenación extracorpórea. Brukhonenko utilizó pulmones de perro extirpados, mientras que Gibbon empleó un oxigenador de tambor de contacto directo, perfundiendo gatos durante hasta 25 minutos en la década de 1930.

El trabajo pionero de Gibbon fue recompensado en mayo de 1953 con la primera operación exitosa de derivación cardiopulmonar .El oxigenador era del tipo de película estacionaria, en el que el oxígeno se exponía a una película de sangre a medida que fluía sobre una serie de placas de acero inoxidable.

Las desventajas del contacto directo entre la sangre y el aire eran bien conocidas, y el oxigenador de membrana, menos traumático, se desarrolló para superarlas. El primer pulmón artificial de membrana fue demostrado en 1955 por el grupo liderado por Willem Kolff ,Y en 1956, el primer oxigenador de membrana desechable eliminó la necesidad de una limpieza laboriosa antes de su reutilización.No se solicitó ninguna patente, ya que Kolff creía que los médicos debían poner la tecnología al alcance de todos, sin ánimo de lucro.

Los primeros pulmones artificiales de membrana estaban compuestos de grandes láminas planas de caucho de silicona delgado que se utilizaban para separar la sangre y el gas. El Dr. Kolff reconoció la necesidad de un diseño de pulmón más compacto y construyó el primer diseño de pulmón en espiral utilizando polietileno. Sin embargo, estos primeros diseños resultaron poco prácticos debido a la alta resistencia y al gran volumen de cebado. Inspirado por el diseño de Kolff, Theodor Kolobow diseñó el primer pulmón de membrana en espiral exitoso en el laboratorio de George Henry Alexander Clowes, utilizando una malla de fibra de vidrio de vinilo para permitir que el gas fluyera más fácilmente en el tubo. Por estas y otras innovaciones, incluida la aplicación de una ligera succión para formar un sello hermético y prevenir embolias gaseosas hipobáricas , los NIH recibieron una patente en 1970 para el pulmón de membrana en espiral de caucho de silicona inventado por el Dr. Kolobow. ^{[ 1 ]}

Kolobow, con la ayuda del Dr. Warren Zapol y el veterinario del NIH Joseph Price , intentó los primeros experimentos in vivo utilizando el pulmón artificial de membrana espiral en perros y corderos. El equipo llegó a inventar la primera placenta artificial en 1967. ^{[ 2 ] [ 1 ]}

Los primeros pulmones artificiales utilizaban membranas homogéneas de polietileno o teflón relativamente impermeables , y no fue hasta que se introdujeron membranas de caucho de silicona más permeables en la década de 1960 (y en forma de fibras huecas en 1971) que el oxigenador de membrana alcanzó el éxito comercial.La introducción de fibras huecas microporosas con muy baja resistencia a la transferencia de masa revolucionó el diseño de los módulos de membrana, ya que el factor limitante del rendimiento del oxigenador pasó a ser la resistencia sanguínea.Los diseños actuales de oxigenadores suelen utilizar un régimen de flujo extraluminal, en el que la sangre fluye fuera de las fibras huecas llenas de gas, para el soporte vital a corto plazo, mientras que solo las membranas homogéneas están aprobadas para su uso a largo plazo.

• Oxigenador de burbujas
• circulación extracorpórea
• E. Converse Peirce realizó mejoras en el oxigenador de membrana.
• Experimentos en la resurrección de organismos

1. ^ Dorson, WJ y Loria, JB, "Máquinas de circulación extracorpórea", en: Enciclopedia Webster de dispositivos e instrumentación médica, vol. 3 (1988), Wiley, Nueva York: 1440–1457.
2. ^ Galletti, PM, "Bypass cardiopulmonar: una perspectiva histórica", Órganos artificiales 17:8 (1993), 675–686.
3. ^ Gibbon, JHDiscurso del Presidente ante la Sociedad Americana de Órganos Internos Artificiales, Transacciones de la Sociedad Americana de Órganos Internos Artificiales, 1 (1955), 58–62.
4. ^ Kolff, WJ y Balzer R., "El pulmón artificial en espiral", Transactions of the American Society for Artificial Internal Organs, 1 (1955), 39–42.
5. ^ Kolff, WJ y Effler, DB, "Oxigenador de membrana desechable (máquina corazón-pulmón) y su uso en cirugía experimental y clínica mientras el corazón está detenido con citrato de potasio según la técnica de Melrose", Transactions of the American Society for Artificial Internal Organs, 2 (1956), 13-17.
6. ^ Kolobow, T., y Bowman, RL, "Construcción y evaluación de un corazón-pulmón artificial de membrana alveolar", Transactions of the American Society for Artificial Internal Organs, 9 (1963), 238–241.
7. ^ Dutton, RC,et al., "Desarrollo y evaluación de un nuevo oxigenador de membrana de fibra hueca", Transactions of the American Society for Artificial Internal Organs, 17 (1971), 331–336.
8. ^ Gaylor, JDS, "Oxigenadores de membrana: desarrollos actuales en diseño y aplicación", Journal of Biomedical Engineering 10 (1988), 541–547.

• Resumen del oxigenador en Cirugía Cardíaca en Adultos