Un equipo multidisciplinario de investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign ha desarrollado pequeños sensores que miden el transporte de oxígeno en el tejido pulmonar bovino. El estudio, que establece un nuevo marco para observar la conexión evasiva entre las membranas pulmonares, el flujo de oxígeno yenfermedad relacionada: se publica en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
"Las membranas que recubren los pulmones y agregan la elasticidad necesaria para inhalar y exhalar también parecen desempeñar un papel crítico en el suministro de oxígeno al torrente sanguíneo", dijo la profesora de ciencias de los materiales e ingeniería Cecilia Leal, quien dirigió el estudio con los estudiantes graduados Mijung Kimy Marilyn Porras-Gomez.
Para que el tejido pulmonar funcione de manera efectiva, debe ser capaz de transferir oxígeno y otros gases a través de sus membranas, dijeron los investigadores. Una forma en que esto sucede es a través de una sustancia, llamada surfactante, que reduce la tensión superficial del líquido pulmonar para permitirSin embargo, se sabe que un surfactante llamado cardiolipina es demasiado abundante en los tejidos infectados con neumonía bacteriana, según el estudio.
Los nuevos sensores son películas delgadas a base de silicio y grafeno que contienen pequeños transistores que miden la penetración de oxígeno entre las superficies biológicas ". Una película delgada de membranas pulmonares se extiende sobre muchos sensores pequeños en la superficie del dispositivo, lo que nos da una mejor imagende lo que está sucediendo en un área relativamente grande en lugar de solo un lugar ", dijo Leal.
El equipo usó los sensores para comparar la transferencia de oxígeno entre membranas sanas y enfermas. Las muestras consistieron en un extracto de proteína lipídica bovina comúnmente usado para tratar a bebés prematuros que sufren dificultad respiratoria, con una porción de las muestras combinadas con cardiolipina.
"Encontramos que más oxígeno pasa a través del tejido enfermo por la cardiolipina", dijo Leal. "Lo que puede ayudar a explicar observaciones previas de que hay un desequilibrio de oxígeno en la sangre de los pacientes con neumonía. A pesar de un aumento en el flujo de oxígenopodría ser percibido como positivo, es importante mantener el intercambio natural que ocurre en el pulmón: la transferencia de oxígeno más rápidamente al torrente sanguíneo interrumpe este equilibrio saludable ".
Los investigadores también compararon la estructura del tejido sano y enfermo usando imágenes microscópicas y de rayos X. Descubrieron que el tejido combinado con cardiolipina mostraba puntos dañados, que según ellos podrían ser responsables del aumento de la transferencia de oxígeno y los subsiguientes niveles de oxígeno fuera de balanceen pacientes con neumonía.
La próxima etapa de esta investigación será estudiar las membranas pulmonares extraídas de pulmones de mamíferos sanos y enfermos, dijo Leal. "Nuestros resultados generan importantes conocimientos sobre la función de la membrana pulmonar, lo que indica que los cambios en la estructura y la composición se relacionan directamente con la permeación de oxígeno. EstoEl trabajo puede permitir la investigación clínica que examine el papel de la difusión de oxígeno desequilibrada a través de las membranas pulmonares en un contexto patológico ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Oficina de Noticias . Original escrito por Lois Yoksoulian. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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