Если вам не повезло настолько, что вам нужна замена сердечного клапана, кардиостимулятор или внутренний дефибриллятор, есть новое изобретение, которое вскоре может сгладить этот путь.
Исследователи во главе с Эллен Рош из Массачусетского технологического института в Кембридже, США, создали "мягкое" роботизированное сердце, заключив внутренности свиного сердца в пневматическую силиконовую оболочку, отлитую в идеальную копию оригинала.
Результатом является слияние свиньи и полимера, который команда называет "биороботическим гибридным сердцем". Он может качать с разной скоростью и силой, имитируя целый ряд человеческих условий на всем пути от здоровой физической нагрузки до сердечной недостаточности.
В дальнейшем, даже люди из списка для пересадки сердца могли бы получить помощь.
"В дальнейшем тканевая инженерия, мы могли бы потенциально увидеть биороботическое гибридное сердце, которое будет использоваться в качестве искусственного сердца",-говорит один из ведущих авторов Кристофер Нгуен из Гарвардской Медицинской школы в США.
Чтобы изготовить свое робо-сердце, команда тщательно рассекла подкладку сердца свиньи.
Этот бит имеет точную анатомию, которую трудно имитировать синтетически. Есть клапаны, которые останавливают обратный поток крови, тонкие фибриллы, которые направляют листки клапана, чтобы открыть и закрыть, и овраги или “трабекулы”, которые гофрируют подкладку каждой камеры.
Затем исследователи взяли внешний, мышечный слой сердца, “развернули” его и положили его на плоскую поверхность, чтобы отсканировать с помощью версии МРТ с высоким разрешением, называемой диффузионной тензорной визуализацией (DTI).
DTI часто используется для отображения, с невероятной точностью, пути обмена сообщениями мозга. Здесь команда использовала его для записи сложного пересечения волокон сердечной мышцы.
Теперь у них был чертеж нового, сделанного на заказ мышечного слоя.
Он пришел в виде серии воздушных карманов размером с пузырчатую обертку, называемых "пневматическими искусственными мышцами", которые можно было запрограммировать на раздувание и сдувание, копируя сжатие реальной сердечной мышцы.
Подкладка свиньи и пневматические слои мышцы были после этого. Наконец, эти два внутренних слоя были заключены в облегающую силиконовую форму, взятую из сердца свиньи, шаг, который может быть продублирован у людей, использующих сканирование DTI.
Для технических умников устройство, которое ограничивалось основной насосной камерой сердца левым желудочком, выдавливало 68% его содержимого. Это соответствует силе перекачивания крови в настоящем сердце.
Robo-heart решает ряд проблем с существующими моделями сердца, которые используются для разработки и тестирования таких устройств, как кардиостимуляторы и клапаны, а также обучения врачей их имплантации.
Вы можете вынуть бьющиеся сердца свиней, но они хранятся 24 часа, прежде чем стать жесткими и разлагающимися. Использование живых обезболиваемых животных является дорогостоящим и трудоемким методом.
"Нормативное тестирование сердечных устройств требует проведения многих тестов на усталость и испытаний на животных", - говорит Рош.
"[Новое устройство] может реалистично представить то, что происходит в реальном сердце, чтобы уменьшить количество испытаний на животных или повторить дизайн быстрее.”
Исследование опубликовано в журнале Science Robotics.
Всем спасибо за: отметку «палец вверх», подписку на канал «Бесконечность - не предел!» и за интерес к моим статьям и ко вселенной в целом.