En los últimos años, la ciencia y el arte de las prótesis se han desarrollado rápidamente, y la investigación en el campo de la robótica suave ha sido particularmente interesante. Los mismos métodos que se utilizan en la construcción de brazos de robot ayudan a crear diseños más complejos y sutiles, incluido el corazón.
Es necesario un corazón artificial que funcione bien: alrededor de 26 millones de personas en todo el mundo sufren de insuficiencia cardíaca y los donantes carecen de órganos. Las bombas artificiales que bombean sangre ayudan a reducir el tiempo de espera hasta que el paciente recibe el corazón del donante o restaura su propio trabajo.
Hoy en día, no existen robots efectivos que reemplacen completamente un órgano tan importante como el corazón. Sin embargo, hay desarrollos útiles que reponen parcialmente las funciones del corazón. Por ejemplo, un embrague robótico suave
desarrollado por investigadores de la Universidad de Harvard y el Boston Children's Hospital se fabrica exactamente a lo largo de los contornos del corazón y lo rodea, y luego se reduce al ritmo del ritmo natural, ayudando al cuerpo a lidiar con el trabajo en condiciones de insuficiencia cardíaca.
En Suiza, los científicos lograron
crear un corazón humano artificial, lo más cerca posible del real. El modelo de silicona fue desarrollado por el estudiante de doctorado Nicholas Cohrs bajo la dirección de Wendelin Stark, profesor de materiales funcionales en la
Escuela Técnica Superior Suiza en Zurich .
Hay muchas razones por las cuales los científicos buscan recrear las formas naturales y la funcionalidad del corazón en un implante artificial. Las bombas que se usan ahora tienen inconvenientes: sus mecanismos de metal y plástico en algunos casos son difíciles de integrar con tejidos naturales después del trasplante, y el paciente no tiene pulso fisiológico. Por lo tanto, el objetivo de los científicos es crear un corazón tan artificial, que en su forma y función sea lo más orgánico posible.
Los investigadores imprimieron un corazón artificial suave hecho de silicona utilizando tecnología de fundición a la cera, lo que les permitió crear una estructura interna compleja, manteniendo la suavidad y flexibilidad del material fuente. El corazón en sí es un monobloque, por lo que no hay necesidad de preocuparse por cómo las partes mecánicas del corazón interactúan con los tejidos del cuerpo, con la excepción de las arterias de entrada y salida a través de las cuales la sangre pasará al implante.
Tal corazón con un volumen de 679 cm
3 pesa 390 gramos. A modo de comparación, el peso promedio del corazón de una persona es de 331 gramos. El modelo consiste en los ventrículos derecho e izquierdo, que están separados no por una partición, sino por una cámara adicional. El aire comprimido pasa a través de esta cámara, que bombea líquido de una cámara a otra, simulando la contracción de los músculos del corazón humano.
Otro grupo de investigadores apreciaron el trabajo de este corazón artificial. Los científicos han confirmado que funciona y se contrae como un corazón humano. Sin embargo, todavía tiene un problema: ahora el modelo soporta alrededor de 3 mil golpes, 30-45 minutos de operación continua, y luego el material no resiste la deformación.
Kors explica que su objetivo no era imaginar un corazón listo para la implantación, sino establecer una nueva dirección para el desarrollo de corazones artificiales. Por supuesto, planean aumentar significativamente la resistencia y el rendimiento del material.
Todo el trabajo se llevó a cabo en la Universidad de Medicina de Zurich como parte del Proyecto del Corazón de Zurich. En total, 20 grupos de investigación de diferentes instituciones de Zurich y Berlín trabajan aquí. Parte de la investigación se centra en mejorar las bombas de sangre existentes, por ejemplo, reducir el daño sanguíneo causado por las partes mecánicas de la bomba. Otro equipo explora membranas elásticas y otros materiales y superficies biocompatibles.
Aquí, se desarrolló un entorno para probar corazones artificiales, con el que puede simular el sistema cardiovascular humano. El equipo de Kors lo usó para su proceso de desarrollo, que también incluía trabajar con un fluido comparable en viscosidad a la sangre humana.
doi:
10.1111 / aor.12956