Selama beberapa tahun terakhir, ilmu dan seni prosthetics telah berkembang pesat, dan penelitian tentang robotika lunak sangat menarik. Metode yang sama yang digunakan dalam konstruksi lengan robot membantu menciptakan desain yang lebih kompleks dan halus, termasuk jantung.
Jantung buatan yang berfungsi dengan baik adalah suatu keharusan: sekitar 26 juta orang di seluruh dunia menderita gagal jantung, dan donor kekurangan organ. Pompa buatan yang memompa darah membantu mengurangi waktu tunggu hingga pasien menerima jantung donor atau mengembalikan pekerjaannya sendiri.
Saat ini, robot yang efektif yang sepenuhnya menggantikan organ penting seperti jantung tidak ada. Namun, ada perkembangan berguna yang mengisi sebagian fungsi jantung. Sebagai contoh, kopling robot lunak yang
dikembangkan oleh para peneliti di Universitas Harvard dan Rumah Sakit Anak Boston dibuat persis di sepanjang kontur jantung dan mengelilinginya, dan kemudian berkontraksi dengan irama ritme alami, membantu tubuh mengatasi pekerjaan dalam kondisi gagal jantung.
Di Swiss, para ilmuwan berhasil
membuat hati manusia tiruan, sedekat mungkin dengan yang asli. Model silikon dikembangkan oleh mahasiswa doktoral Nicholas Cohrs di bawah arahan Wendelin Stark, seorang profesor bahan fungsional di
Sekolah Tinggi Teknik Swiss di Zurich .
Ada banyak alasan mengapa para ilmuwan berupaya menciptakan kembali bentuk-bentuk alami dan fungsi jantung dalam implan buatan. Dalam pompa yang digunakan sekarang, ada kelemahan: mekanisme logam dan plastik mereka dalam beberapa kasus sulit untuk diintegrasikan dengan jaringan alami setelah transplantasi, dan pasien tidak memiliki pulsa fisiologis. Oleh karena itu, tujuan para ilmuwan adalah untuk membuat jantung buatan, yang dalam bentuk dan fungsinya sedekat mungkin dengan organik.
Para peneliti mencetak hati artifisial lembut yang terbuat dari silikon menggunakan teknologi pengecoran lilin, yang memungkinkan mereka untuk membuat struktur internal yang kompleks, sambil menjaga kelembutan dan fleksibilitas bahan sumber. Jantung itu sendiri adalah monoblok, jadi tidak perlu khawatir tentang bagaimana bagian mekanik jantung berinteraksi dengan jaringan tubuh, dengan pengecualian dari arteri input dan output yang melalui darah akan melewati implan.
Seperti hati dengan volume 679 cm
3 berbobot 390 gram. Sebagai perbandingan, berat rata-rata jantung seseorang adalah 331 gram. Model terdiri dari ventrikel kanan dan kiri, yang dipisahkan bukan oleh partisi, tetapi oleh ruang tambahan. Udara bertekanan melewati bilik ini, yang memompa cairan dari satu bilik ke bilik lainnya, mensimulasikan kontraksi otot-otot jantung manusia.
Kelompok peneliti lain menghargai kerja jantung buatan ini. Para ilmuwan telah mengkonfirmasi bahwa itu bekerja dan berkontraksi seperti hati manusia. Namun demikian, ia masih memiliki masalah: sekarang model bertahan sekitar 3 ribu stroke - 30-45 menit operasi terus-menerus, dan kemudian bahan tidak tahan deformasi.
Kors menjelaskan bahwa tujuan mereka bukan untuk membayangkan hati yang siap untuk ditanamkan, tetapi untuk menetapkan arah baru untuk pengembangan hati buatan. Tentu saja, mereka berencana untuk secara signifikan meningkatkan kekuatan dan kinerja materi.
Semua pekerjaan dilakukan di Universitas Kedokteran Zurich sebagai bagian dari Proyek Jantung Zurich. Secara total, 20 kelompok penelitian dari berbagai lembaga di Zurich dan Berlin bekerja di sini. Bagian dari penelitian berfokus pada peningkatan pompa darah yang ada, misalnya, mengurangi kerusakan darah yang disebabkan oleh bagian mekanik pompa. Tim lain mengeksplorasi membran elastis dan bahan serta permukaan biokompatibel lainnya.
Di sini, lingkungan untuk menguji jantung buatan dikembangkan, yang dengannya Anda dapat mensimulasikan sistem kardiovaskular manusia. Tim Kors menggunakannya untuk proses pengembangan mereka, yang juga termasuk bekerja dengan cairan yang sebanding dalam viskositas dengan darah manusia.
doi:
10.1111 / aor.12956