Um robô macio ajudará o coração a bater

Cerca de 41 milhões de pessoas em todo o mundo vivem com síndrome da insuficiência cardíaca, um distúrbio cardíaco crônico. Muitas vezes, essa síndrome é uma das causas da morte. Cerca de um em cada dois com esse diagnóstico morre dentro de cinco anos após o diagnóstico.

A ruptura do coração se manifesta no fato de que o músculo cardíaco não fornece circulação sanguínea suficiente. Por esse motivo, uma grande quantidade de dióxido de carbono se acumula no sangue com todas as consequências: hipóxia de órgãos e tecidos, acidose, distúrbios metabólicos e, no final, possível morte.

Felizmente, graças aos últimos avanços na eletrônica e na robótica eletrônica, milhões de pessoas em breve esperam se recuperar.

Actualmente, um dos tratamentos para mentiras insuficiência cardíaca na configuração de sistema de suporte ventrículo do coração (dispositivo de assistência ventricular, VAD) - dispositivo mecânico, que parcialmente ou completamente substitui a função do coração.


Opções de implantação para sistemas de suporte ventricular cardíaco.Este

sistema ajuda na insuficiência cardíaca, mas aumenta o risco de coágulos sanguíneos e derrames.

Pesquisadores da Universidade de Harvard e do Hospital Infantil de Boston desenvolveram uma alternativa mais eficaz e segura. Trata-se de um acoplamento de silicone macio feito exatamente de acordo com os contornos do coração e envolvendo-o por todos os lados. A embreagem robótica corta precisamente ao ritmo do coração e ajuda a lidar com isso.



“Este trabalho é uma excelente prova de resultado conceitual para um robô tão macio. Isso demonstra a capacidade de interagir com segurança com os tecidos moles e ajuda a melhorar a função cardíaca ”, diz Conor Walsh, um dos autores do artigo científico.

O acoplamento projetado é feito de material macio que não causa rejeição. Sobre o próprio acoplamento, são colocadas costuras que também são reduzidas pela ação de acionamentos pneumáticos. A direção das costuras é pensada para que a embreagem seja reduzida e rotacionada de forma síncrona com a camada externa do músculo cardíaco. Em certo sentido, esse é um tipo de análogo de um exoesqueleto robótico que fortalece um coração vivo, criado à sua semelhança.

Demonstração de laboratório de um robô macio

O revestimento em gel reduz o atrito entre o robô e o tecido vivo.

A vantagem do material de silicone é que o acoplamento pode ser feito para qualquer tamanho e formato do coração. Além disso, pode complementar o órgão biológico em caso de defeito. Por exemplo, se o ventrículo esquerdo do coração funcionar mais fraco que o ventrículo direito, o dispositivo poderá ser configurado para ajudar o coração mais ativamente a partir do lado do ventrículo esquerdo.

A atividade do dispositivo é controlada por um computador e configurada, se necessário. Por exemplo, se a função cardíaca for restaurada, a energia de suporte poderá ser reduzida. Teoricamente, em alguns casos, graças a esse apoio, o coração pode se recuperar completamente após um ataque cardíaco, para que o dispositivo possa ser desligado com o tempo.

A cardiologia recusou-se a usar mecanismos de compressão cardíaca devido a limitações técnicas em favor de dispositivos como o DAV, mas agora com o desenvolvimento da robótica eletrônica faz sentido revisar esses princípios novamente.

Para a própria robótica, essa também é uma conquista importante, porque esse dispositivo é o primeiro robô flexível projetado para trabalhar dentro do corpo humano. No entanto, antes de iniciar experimentos com seres humanos, ainda existem vários experimentos a longo prazo em animais.

Demonstração do trabalho de um robô macio no peito de um porco (in vivo)

Talvez algum dia no futuro, esses dispositivos eliminem quase completamente a mortalidade por insuficiência cardíaca. Todas as pessoas receberão apoio para o coração no aniversário de 55 anos, como parte de um pacote de aposentadoria do estado ou de uma companhia de seguros, e poderão continuar vivendo uma vida plena sem medo de um ataque cardíaco.


Design de

robô flexível para apoiar o coração Na primeira geração, o robô flexível ainda é bastante volumoso. Os eletrônicos para aquisição de dados e pneumáticos são fabricados na forma de dispositivos periféricos externos localizados fora do corpo. Ou seja, todo esse conjunto terá que ser transportado / transportado. Espera-se que os engenheiros sejam capazes de resolver rapidamente o problema da miniaturização periférica.


Conjunto de equipamentos para manutenção de implantes

Trabalhos científicospublicado em 18 de janeiro de 2017 na revista Science Translational Medicine (doi: 10.1126 / scitranslmed.aaf3925).

Source: https://habr.com/ru/post/pt400957/