Хорошо функционирующее искусственное сердце — реальная необходимость: около 26 миллионов человек во всем мире страдают от сердечной недостаточности, в то время как донорских сердец не хватает. Насосы для искусственной крови помогают сократить время ожидания, пока пациент не получит донорское сердце или его собственное сердце не выздоровеет.
Мягкое искусственное сердце создано из силикона в технике 3D-печати по выплавляемой модели; он весит 390 грамм и имеет объем 679 см3. «Это силиконовый моноблок со сложной внутренней структурой», — поясняет Корс. Это искусственное сердце имеет правый и левый желудочки, как и настоящее человеческое сердце, хотя они разделены не перегородкой, а дополнительной камерой.
Эта камера наполняется и сдувается сжатым воздухом и требуется для перекачивания жидкости из камер для крови, тем самым заменяя мышечное сокращение человеческого сердца.Думая в новом направленииАнастасиос Петру, докторант Цюрихской группы разработки продуктов, возглавляемой профессором Мирко Мебольдтом, оценил эффективность этого мягкого искусственного сердца. Молодые исследователи только что опубликовали результаты экспериментов в научном журнале Artificial Organs.
Они доказали, что мягкое искусственное сердце работает и движется так же, как человеческое сердце. Однако у него все еще есть одна проблема: в настоящее время он длится всего около 3000 ударов, что соответствует продолжительности жизни от половины до трех четвертей часа. После этого материал уже не выдерживает нагрузки. Корс объясняет: «Это была просто проверка осуществимости.
Наша цель заключалась не в том, чтобы представить сердце, готовое к имплантации, а в том, чтобы подумать о новом направлении развития искусственных сердец». Конечно, прочность материала на разрыв и эксплуатационные характеристики должны быть значительно улучшены.Zurich Heart объединяет исследователейКорс и Петру встретились в Zurich Heart Project, флагманском проекте университетской медицины Цюриха, который объединяет 20 исследовательских групп из различных дисциплин и учреждений в Цюрихе и Берлине.
Часть исследований посвящена усовершенствованию существующих насосов для крови, например, как уменьшить повреждение крови, вызванное механическими частями насоса, в то время как другие исследуют чрезвычайно эластичные мембраны или более биосовместимые поверхности. Это делается в тесном сотрудничестве с клиницистами в Цюрихе и Берлине.Активный обмен мнениями между исследователями также помог этому подпроекту Zurich Heart.
Докторанты группы разработки продуктов в Цюрихе, которые работают над новыми технологиями для насосов крови, разработали среду тестирования, с помощью которой они могут моделировать сердечно-сосудистую систему человека. Исследователи силиконового сердца использовали эту среду тестирования для своего процесса разработки, который также включал использование жидкости с вязкостью, сопоставимой с человеческой кровью. «В настоящее время наша система, вероятно, одна из лучших в мире», — с гордостью говорит Петру.
Исследование сердца — интересная задача, и Корс и Петру хотели бы остаться в этой области исследований. «Как инженер-механик, я бы никогда не подумал, что когда-нибудь буду держать в руках мягкое сердце. Теперь я настолько увлечен этим исследованием, что очень хотел бы продолжить работу над созданием искусственного сердца», — говорит Петру.