به دلیل مشکلات بیماران تنفسی، پژوهشگران در حال فعالیت برای ساخت سیستم‌های تصفیه جایگزین هستند. استفاده از دستگاه‌های میکروسیالی جهشی بزرگ در پیشرفت‌های صورت‌ گرفته در این حوزه است.

 یافته‌های اخیر محققان نشان می‌دهد که می‌توان از تبادل گاز سیال میکرونی به عنوان جایگزین ایمن‌تر برای دستگاه تنفس مصنوعی مکانیکی و سیستم‌های اکسیژن‌دهی غشاء بیرونی(Extracorporeal membrane oxygenation ,ECMO) استفاده کرد. از آنجا که فناوری جدید، محیط ریه را از زاویه نزدیک شبیه‌سازی می‌کند، محققان بر این باورند این کار باعث کاهش خطر لخته‌ شدن خون خواهد شد.

بیمارانی که آسیب‌دیدگی تنفسی دارند، اغلب از دستگاه تنفس مصنوعی استفاده می‌کنند که با انتقال اکسیژن به ریه‌ها، منجر به تعویض اکسیژن/کربن‌دی‌اکسید می‌شود. مطالعات نشان می‌دهد تهویه مکانیکی با فشار مثبت، باعث افزایش خطر ذات‌الریه، آسیب‌دیدگی بافت، آسیب‌رسیدن به شریانات تنفسی و بازسازی ریه در بیماران می‌شود. به گفته کارشناسان انتقال هوا به داخل ریه‌های آسیب‌دیده باعث کاهش شانس درمان می‌شود. به همین دلیل پژوهشگران اقدام به ساخت ابزار میکروسیالی جدیدی برای این بیماران کردند.

جف بورنستین مهندس ِزیست در آزمایشگاه چارلز استارک دراپر، در صحبت با مجله فناوری مؤسسه فناوری ماساچوست اذعان داشت:«استفاده از تهویه مکانیکی در بیماران مانند "حرکت دادن یک بازوی شکسته" است.»

بیمارانی مانند نوزادان نارس که استفاده از تهویه مصنوعی برای آنها نامناسب است باید از فناوری جایگزین ECMO استفاده کنند. در این فرایند، خون به خارج از بدن منتقل شده و از طریق یک دستگاه فیلتر می‌شود. بعد از آن دی‌اکسیدکربن با اکسیژن جابجا شده و سپس خون به بدن بازگردانده ‌می‌شود. اگرچه اغلب این سیستم‌ها تنها امید بیمار برای زنده‌ ماندن هستند، بسیار پیچیده بوده و نیاز به تکنسین باتجربه برای نظارت بر مشکلات بالقوه دارند. یکی از خطرات شایع ECMO لخته‌ شدن خون است و بیماران تحت‌ درمان ECMO، دوزهای بالا از رقیق کننده‌های خون را مصرف می‌کنند که ریسک زیادی دارد.

به گفته بورنستین سیستم‌های موجود ECMO، از یک بسته الیاف پرمنفذ که یک محیط خارجی هستند، استفاده می‌کنند که برای حجم بالای جریان خون مناسب نیستند. به عنوان جایگزین، بورنستین و تیم او در آزمایشگاه دراپر، یک دستگاه چند سیالی طراحی کرده‌اند که اجازه می‌دهد خون از میان لایه‌های پلاستیکی سازگار با محیط زیست جریان یابد. این ساختار شبیه عروق ریوی است که به مویرگ‌ها انشعاب پیدا می‌کنند.

تا به حال، دستگاه‌های چند سیالی عمدتا در مقیاس کوچک و برای تشخیص بیماری و استفاده در آزمایشگاه برای تحقیق درباره داروهای جدید استفاده شده‌اند. اما بورنستین معتقد است این فناوری در مقیاس بزرگتر نیز می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. در مصاحبه مطبوعاتی دراپر، بورنستین گفت: « فناوری میکروسیال در مقیاس کوچک آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفته‌ است اما پروژه‌های دراپر برای اولین بار نشان می‌دهند چگونه می‌توان از ابزارهای میکروسیال، برای فشار خون بالا استفاده کرد.»

فیلیپ کمپ، جراح قلب در بریگهام و بیمارستان زنان در بوستون، به مجله فناوری ام‌ای‌تی گفت: «چنین دستگاهی "انقلابی" در مراقبت‌های تنفسی خواهد بود. با توجه به گفته‌های کمپ، دستگاه ساخت آزمایشگاه دراپر بسیار ساده‌تر و کارآمدتر از ماشین‌های ECMO موجود است و استفاده از آن به دلیل کاهش احتمال لخته‌ شدن خون بسیار ایمن‌تر خواهد بود.»