Scaled-up Microfluidic Lung Assist Device for Artificial Placenta Application with High Gas Exchange Capacity
Notice bibliographique
Résumé
Premature neonates with underdeveloped lungs experience respiratory issues and need respiratory support, such as mechanical ventilation or extracorporeal membrane oxygenation (ECMO). The "artificial placenta" (AP) is a noninvasive approach that supports their lungs and reduces respiratory distress, using a pumpless oxygenator connected to the systemic circulation, and can address some of the morbidity issues associated with ECMO. Over the past decade, microfluidic blood oxygenators have garnered significant interest for their ability to mimic physiological conditions and incorporate innovative biomimetic designs. Achieving sufficient gas transfer at a low enough pressure drop for a pumpless operation without requiring a large volume of blood to prime such an oxygenator has been the main challenge with microfluidic lung assist devices (LAD). In this study, we improved the gas exchange capacity of our microfluidic-based artificial placenta-type LAD while reducing its priming volume by using a modified fabrication process that can accommodate large-area thin film microfluidic blood oxygenator (MBO) fabrication with a very high gas exchange surface. Additionally, we demonstrate the effectiveness of a LAD assembled by using these scaled-up MBOs. The LAD based on our artificial placenta concept effectively increases oxygen saturation levels by 30% at a flow rate of 40 mL/min and a pressure drop of 23 mmHg in room air, which is sufficient to support partial oxygenation for 1 kg preterm neonates in respiratory distress. When the gas ambient environment was changed to pure oxygen at atmospheric pressure, the LAD would be able to support premature neonates weighing up to 2 kg. Furthermore, our experiments reveal that the LAD can handle high blood flow rates of up to 150 mL/min and increase oxygen saturation levels by ∼20%, which is equal to an oxygen transfer of 7.48 mL/min in an enriched oxygen environment and among the highest for microfluidic AP type devices. Such performance makes this LAD suitable for providing essential support to 1-2 kg neonates in respiratory distress.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».