伊利诺伊州，香槟-伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的一个多学科研究团队开发了可测量牛肺组织中氧传输的微型传感器。这项研究建立了一个新的框架，用于观察肺膜，氧气流量和相关疾病之间难以捉摸的联系，该研究发表在《自然通讯》杂志上。

材料科学与工程学教授塞西莉亚·莱尔(Cecilia Leal)与研究生Mijung Kim和玛丽莲(Marilyung Kim)共同领导了这项研究，他说：“包裹肺部的膜并增加了吸入和呼出所需的弹性，似乎也起着至关重要的作用。”Porras-Gomez。

研究人员说，为使肺组织有效发挥作用，它必须能够通过其膜传递氧气和其他气体。一种发生这种情况的方式是通过一种物质-一种称为表面活性剂-降低肺液表面张力，使这种交换发生。然而，研究报告称，一种被称为心磷脂的表面活性剂在感染细菌性肺炎的组织中含量过多。

新的传感器是基于硅和石墨烯的薄膜，其中包含微小的晶体管，这些晶体管可测量生物表面之间的氧气渗透。Leal说：“肺膜的薄膜散布在设备表面的许多微小传感器上，使我们可以更好地了解在相对较大的区域中发生的事情，而不仅仅是一个斑点。”

该团队使用传感器比较了健康膜和患病膜之间的氧气传输。样品由牛脂蛋白提取物组成，通常用于治疗患有呼吸窘迫的早产儿，其中一部分样品与心磷脂结合。

Leal说：“我们发现更多的氧气通过心磷脂致病的组织。”“这可能有助于解释先前观察到的肺炎患者血液中氧气失衡的观察结果。即使可以将氧气流量的增加视为阳性，但重要的是保持肺中发生的自然交换-将氧气更快地转移到血液中会破坏这种健康的平衡。”

研究人员还使用显微镜和X射线成像比较了健康和患病组织的结构。他们发现，与心磷脂结合的组织显示出受损的斑点，他们认为这可能是导致肺炎患者氧气传输增加和随后失衡的氧气水平的原因。

Leal说，这项研究的下一阶段将是研究从健康和患病的哺乳动物肺中提取的肺膜。“我们的研究结果对肺膜功能提出了重要的见解，表明结构和组成的变化直接与氧气渗透有关。这项工作可能使临床研究能够在病理情况下研究不平衡的氧气通过肺膜的扩散作用。”