Robot yang lembut akan membantu detak jantung

Sekitar 41 juta orang di seluruh dunia hidup dengan sindrom gagal jantung, kelainan jantung kronis. Sangat sering, sindrom ini adalah salah satu penyebab kematian. Sekitar satu dari dua dengan diagnosis seperti itu meninggal dalam waktu lima tahun setelah didiagnosis.

Gangguan pada jantung dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa otot jantung tidak memberikan sirkulasi darah yang cukup. Karena itu, sejumlah besar karbon dioksida terakumulasi dalam darah dengan semua konsekuensi yang timbul: hipoksia organ dan jaringan, asidosis, gangguan metabolisme dan, pada akhirnya, kemungkinan kematian.

Untungnya, berkat kemajuan terbaru dalam elektronik dan robotika lunak, jutaan orang akan segera berharap untuk pulih.

Saat ini, salah satu perawatan untuk kebohongan gagal jantung dalam pengaturan sistem pendukung ventrikel jantung (ventrikel membantu perangkat, VAD) - alat mekanik yang sebagian atau sepenuhnya menggantikan fungsi jantung.


Pilihan implantasi untuk sistem pendukung ventrikel jantung Sistem

ini membantu gagal jantung, tetapi meningkatkan risiko pembekuan darah dan stroke.

Para peneliti di Universitas Harvard dan Rumah Sakit Anak Boston telah mengembangkan alternatif yang lebih efektif dan lebih aman. Ini adalah kopling silikon lunak yang dibuat persis sesuai dengan kontur jantung dan mengelilinginya dari semua sisi. Kopling robot memotong tepat pada detak jantung dan membantunya mengatasinya.



“Karya ini adalah bukti luar biasa dari hasil konseptual untuk robot yang begitu lembut. Ini menunjukkan kemampuan untuk berinteraksi secara aman dengan jaringan lunak dan membantu meningkatkan fungsi jantung, ” kata Conor Walsh, salah satu penulis artikel ilmiah.

Kopling yang dirancang terbuat dari bahan lunak yang tidak menyebabkan penolakan. Lebih dari kopling itu sendiri, jahitan diletakkan yang juga dikurangi oleh aksi drive pneumatik. Arah jahitan dipikirkan sehingga kopling dikurangi dan diputar serempak dengan lapisan luar otot jantung. Dalam arti tertentu, ini adalah semacam analog dari kerangka luar robot yang memperkuat hati yang hidup, diciptakan dalam rupa.

Demonstrasi laboratorium tentang robot lunak

Lapisan gel mengurangi gesekan antara robot dan jaringan hidup.

Keuntungan dari bahan silikon adalah kopling dapat dibuat untuk berbagai ukuran dan bentuk hati. Selain itu, dapat menambah organ biologis jika terjadi kerusakan. Sebagai contoh, jika ventrikel kiri jantung bekerja lebih lemah daripada ventrikel kanan, maka perangkat dapat dikonfigurasi sehingga membantu jantung lebih aktif dari sisi ventrikel kiri.

Aktivitas perangkat dikendalikan oleh komputer dan dikonfigurasi jika perlu. Misalnya, jika fungsi jantung pulih, maka daya dukung dapat dikurangi. Secara teoritis, dalam beberapa kasus, berkat dukungan seperti itu, jantung dapat pulih sepenuhnya setelah serangan jantung, sehingga perangkat dapat dimatikan seiring waktu.

Pada suatu waktu, kardiologi menolak untuk menggunakan mekanisme kompresi jantung karena keterbatasan teknis yang mendukung perangkat seperti VAD, tetapi sekarang dengan pengembangan robotika lunak, masuk akal untuk merevisi prinsip-prinsip ini lagi.

Untuk robotika sendiri, ini juga merupakan pencapaian penting, karena perangkat ini adalah robot lunak pertama yang dirancang untuk bekerja di dalam tubuh manusia. Namun, sebelum memulai percobaan pada manusia, masih ada sejumlah percobaan jangka panjang pada hewan.

Peragaan karya robot lunak di dada babi (in vivo)

Mungkin suatu hari di masa depan, perangkat seperti itu akan hampir sepenuhnya menghilangkan kematian akibat gagal jantung. Semua orang akan menerima dukungan untuk hati mereka untuk ulang tahun ke-55, sebagai bagian dari paket pensiun dari negara atau perusahaan asuransi, dan mereka dapat terus menjalani kehidupan penuh tanpa takut serangan jantung.


Desain robot lunak untuk mendukung jantung

Pada generasi pertama, robot lunak masih cukup besar. Elektronik untuk akuisisi data dan pneumatik dibuat dalam bentuk perangkat periferal eksternal yang terletak di luar tubuh. Artinya, seluruh rangkaian ini harus dibawa / dibawa. Diharapkan bahwa para insinyur akan dapat dengan cepat menyelesaikan masalah miniaturisasi perangkat.


Set peralatan untuk perawatan implan.

Pekerjaan ilmiahditerbitkan 18 Januari 2017 dalam jurnal Science Translational Medicine (doi: 10.1126 / scitranslmed.aaf3925).

Source: https://habr.com/ru/post/id400957/