Nos últimos anos, a ciência e a arte das próteses se desenvolveram rapidamente, e as pesquisas no campo da robótica eletrônica têm sido particularmente interessantes. Os mesmos métodos usados na construção dos braços dos robôs ajudam a criar designs mais complexos e sutis, incluindo o coração.
Um coração artificial que funciona bem é uma necessidade: cerca de 26 milhões de pessoas em todo o mundo sofrem de insuficiência cardíaca e os doadores não têm órgãos. Bombas artificiais que bombeiam sangue ajudam a reduzir o tempo de espera até que o paciente receba o coração do doador ou restaure seu próprio trabalho.
Hoje, robôs eficazes que substituem completamente um órgão tão importante como o coração não existem. No entanto, existem desenvolvimentos úteis que reabastecem parcialmente as funções do coração. Por exemplo, uma embreagem robótica macia
desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Harvard e do Hospital Infantil de Boston é feita exatamente ao longo dos contornos do coração e o envolve e depois se contrai com a batida do ritmo natural, ajudando o corpo a lidar com o trabalho em condições de insuficiência cardíaca.
Na Suíça, os cientistas conseguiram
criar um coração humano artificial, o mais próximo possível do coração real. O modelo de silicone foi desenvolvido pelo doutorando Nicholas Cohrs, sob a direção de Wendelin Stark, professor de materiais funcionais na
Escola Superior Técnica Suíça, em Zurique .
Existem muitas razões pelas quais os cientistas procuram recriar as formas e funcionalidades naturais do coração em um implante artificial. As bombas usadas agora têm desvantagens: seus mecanismos de metal e plástico, em alguns casos, são difíceis de integrar com os tecidos naturais após o transplante, e o paciente não possui pulso fisiológico. Portanto, o objetivo dos cientistas é criar um coração artificial, que em sua forma e função seja o mais próximo possível do orgânico.
Os pesquisadores imprimiram um coração artificial macio feito de silicone usando a tecnologia de fundição por cera, o que lhes permitiu criar uma estrutura interna complexa, mantendo a suavidade e a flexibilidade do material de origem. O coração em si é um monobloco; portanto, não há necessidade de se preocupar com a maneira como as partes mecânicas do coração interagem com os tecidos do corpo, com exceção das artérias de entrada e saída pelas quais o sangue passará para o implante.
Um coração com um volume de 679 cm
3 pesa 390 gramas. Para comparação, o peso médio do coração de uma pessoa é 331 gramas. O modelo consiste nos ventrículos direito e esquerdo, que são separados não por uma partição, mas por uma câmara adicional. O ar comprimido passa por essa câmara, que bombeia fluido de uma câmara para outra, simulando a contração dos músculos do coração humano.
Outro grupo de pesquisadores apreciou o trabalho desse coração artificial. Os cientistas confirmaram que funciona e se contrai como um coração humano. No entanto, ele ainda tem um problema: agora o modelo suporta cerca de 3 mil cursos - 30 a 45 minutos de operação contínua e, em seguida, o material não suporta deformações.
Kors explica que seu objetivo não era imaginar um coração pronto para implantação, mas definir uma nova direção para o desenvolvimento de corações artificiais. Obviamente, eles planejam aumentar significativamente a resistência e o desempenho do material.
Todo o trabalho foi realizado na Universidade de Medicina de Zurique, como parte do Projeto do Coração de Zurique. No total, 20 grupos de pesquisa de diferentes instituições de Zurique e Berlim trabalham aqui. Parte da pesquisa se concentra na melhoria das bombas de sangue existentes, por exemplo, na redução de danos no sangue causados pelas partes mecânicas da bomba. Outra equipe explora membranas elásticas e outros materiais e superfícies biocompatíveis.
Aqui, foi desenvolvido um ambiente para testar corações artificiais, com o qual você pode simular o sistema cardiovascular humano. A equipe de Kors o usou no processo de desenvolvimento, que também incluiu o trabalho com um fluido comparável em viscosidade ao sangue humano.
doi:
10.1111 / aor.12956