Новое исследование показало, что мягкое роботизированное устройство в форме чашки, которое обнимает сердце, может слегка сдавливать его, чтобы помочь перекачивать кровь у пациентов с ослабленным сердцем.
Экспериментальное устройство предназначено, чтобы помочь людям, которые испытывают сердечную недостаточность, серьезное заболевание, при котором сердце не качает так, как должно. По данным Американской ассоциации кардиологов, сердечная недостаточность в настоящее время поражает около 5,7 миллиона человек в Соединенных Штатах, что обходится стране в 30,7 миллиарда долларов в год.
В настоящее время одним из ключевых способов продления жизни людей с тяжелой сердечной недостаточностью является использование устройств, называемых вспомогательными желудочками. Эти устройства включают в себя механический насос, который имплантируется в брюшную полость или носит его снаружи и соединен с сердцем через несколько трубок. Устройства помогают циркулировать кровь, но, поскольку они находятся в прямом контакте с кровью, они могут вызывать сгустки крови, которые, в свою очередь, могут вызвать потенциально смертельные или наносящие вред удары. Из-за этой опасности пациенты с вспомогательными желудочками должны принимать разжижающие кровь антикоагулянтные препараты, которые могут вызвать проблемы с кровотечением.
Новое имплантируемое устройство умещается как сердечник. Как таковые, она никогда не вступает в контакт с кровью, таким образом уменьшая количество осложнений, которые она может представлять, заявили исследователи в исследовании.
Устройство выполнено из эластичного силикона, имитирующего гибкость естественной сердечной мышцы. Имплантат может быть наполнен воздухом, как воздушный шар; повышение давления в устройстве делает его более жестким, в то время как снижение давления воздуха заставляет его расслабляться. Исследователи объяснили, что в имплантате также есть датчики, которые измеряют давление в устройстве.
Тонкий рукав прикреплен к сердцу с помощью всасывающего устройства и швов. Интерфейс геля уменьшает трение между устройством и сердцем. По словам исследователей, имплантат привязан к внешнему насосу, который использует воздух для создания давления на имплантат.
Имплант стал возможным благодаря недавним достижениям в новой области мягкой робототехники. В то время как обычные роботы обычно жесткие, исследователи все чаще разрабатывают роботов, изготовленных из более мягких материалов, таких как эластичный пластик и резина, которые лучше подходят для деликатных взаимодействий с людьми.
В экспериментах на свиньях исследователи обнаружили, что их мягкий робот может восстановить нормальный кровоток у шести живых самок свиньи, чьи сердца остановились.
«Это исследование демонстрирует потенциал имплантируемых мягких роботизированных устройств для восстановления или восстановления функций органов», - сказал в интервью Live Science соавтор исследования Конор Уолш, софт-робототехник из Гарвардского университета.
Ученые смогли настроить устройство, чтобы в первую очередь сдавливать правую или левую сторону сердца. Это является ключевым, поскольку сердечная недостаточность часто затрагивает только часть сердца.
Исследователи считают, что будущие исследования помогут найти лучший способ прикрепить новое устройство к сердцу, чтобы сделать его более подходящим для длительной имплантации в организме. Долгосрочные исследования на животных также необходимы, чтобы увидеть, насколько хорошо устройство работает и может ли оно привести к непредвиденным осложнениям, добавили они.
Ученые подробно изложили свои выводы онлайн 18 января в журнале Science Translational Medicine.
Оригинальный рассказ о Live Science.
