Un robot blando ayudará al corazón a latir

Alrededor de 41 millones de personas en todo el mundo viven con el síndrome de insuficiencia cardíaca, un trastorno cardíaco crónico. Muy a menudo, este síndrome es una de las causas de muerte. Aproximadamente uno de cada dos con dicho diagnóstico muere dentro de los cinco años posteriores al diagnóstico.

La interrupción del corazón se manifiesta en el hecho de que el músculo cardíaco no proporciona suficiente circulación sanguínea. Debido a esto, una gran cantidad de dióxido de carbono se acumula en la sangre con todas las consecuencias: hipoxia de órganos y tejidos, acidosis, trastornos metabólicos y, al final, posible muerte.

Afortunadamente, gracias a los últimos avances en electrónica y robótica suave, millones de personas pronto esperarán recuperarse.

En la actualidad, uno de los tratamientos para la insuficiencia cardíaca mentiras en la configuración del sistema de apoyo ventrículo del corazón (dispositivo de asistencia ventricular, VAD) - dispositivo mecánico que sustituye parcial o totalmente la función del corazón.


Opciones de implantación para sistemas de soporte ventricular cardíaco:

este sistema ayuda con la insuficiencia cardíaca, pero aumenta el riesgo de coágulos sanguíneos y accidentes cerebrovasculares.

Investigadores de la Universidad de Harvard y el Boston Children's Hospital han desarrollado una alternativa más efectiva y segura. Este es un acoplamiento de silicona suave hecho exactamente de acuerdo con los contornos del corazón y que lo rodea desde todos los lados. El embrague robótico corta con precisión el latido del corazón y lo ayuda a sobrellevarlo.



“Este trabajo es una excelente prueba del resultado conceptual para un robot tan suave. Demuestra la capacidad de interactuar de manera segura con los tejidos blandos y ayuda a mejorar la función cardíaca ”, dice Conor Walsh, uno de los autores del artículo científico.

El acoplamiento diseñado está hecho de material blando que no causa rechazo. Sobre el acoplamiento en sí, se colocan costuras que también se reducen por la acción de accionamientos neumáticos. La dirección de las costuras está pensada para que el embrague se reduzca y gire sincrónicamente con la capa externa del músculo cardíaco. En cierto sentido, este es un tipo de análogo de un exoesqueleto robótico que fortalece un corazón vivo, creado a su semejanza.

Demostración de laboratorio de un robot blando.

El recubrimiento de gel reduce la fricción entre el robot y el tejido vivo.

La ventaja del material de silicona es que el acoplamiento se puede hacer para cualquier tamaño y forma del corazón. Además, puede complementar el órgano biológico en caso de defecto. Por ejemplo, si el ventrículo izquierdo del corazón funciona más débil que el ventrículo derecho, entonces el dispositivo se puede configurar para ayudar al corazón de manera más activa desde el lado del ventrículo izquierdo.

La actividad del dispositivo es controlada por una computadora y configurada si es necesario. Por ejemplo, si se restaura la función cardíaca, se puede reducir la potencia de soporte. Teóricamente, en algunos casos, gracias a dicho apoyo, el corazón puede recuperarse completamente después de un ataque cardíaco, por lo que el dispositivo se puede apagar con el tiempo.

En un momento, la cardiología se negó a utilizar mecanismos de compresión cardíaca debido a limitaciones técnicas a favor de dispositivos como VAD, pero ahora con el desarrollo de la robótica suave tiene sentido revisar estos principios nuevamente.

Para la robótica en sí, este también es un logro importante, porque este dispositivo es el primer robot blando diseñado para funcionar dentro del cuerpo humano. Sin embargo, antes de comenzar los experimentos en humanos, todavía hay una serie de experimentos a largo plazo en animales.

Demostración del trabajo de un robot blando en el pecho de un cerdo (in vivo)

Quizás algún día en el futuro, tales dispositivos eliminarán casi por completo la mortalidad por insuficiencia cardíaca. Todas las personas recibirán apoyo para su corazón cuando cumplan 55 años, como parte de un paquete de jubilación del estado o de una compañía de seguros, y pueden continuar viviendo una vida plena sin temor a sufrir un ataque cardíaco.


Diseño de robot blando para apoyar el corazón

En la primera generación, el robot blando sigue siendo bastante voluminoso. La electrónica para la adquisición de datos y la neumática se fabrican en forma de dispositivos periféricos externos que se encuentran fuera del cuerpo. Es decir, todo este conjunto tendrá que ser llevado / llevado. Se espera que los ingenieros puedan resolver rápidamente el problema de la miniaturización periférica.


Conjunto de equipos para mantenimiento de implantes

Trabajo científicopublicado el 18 de enero de 2017 en la revista Science Translational Medicine (doi: 10.1126 / scitranslmed.aaf3925).

Source: https://habr.com/ru/post/es400957/