Швейцарские учёные создали первое в мире «мягкое» искусственное сердце
Швейцарские исследователи, специализирующиеся на разработке функциональных материалов, создали и протестировали искусственное силиконовое сердце, которое выглядит и бьётся как настоящее.
Проект, созданный на базе Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zürich), объединил учёных более чем из 20 исследовательских групп, специализирующихся в разных областях науки, из Цюриха и Берлина. Часть учёных работала над улучшением сердечных насосов (снижение вреда для крови от механического воздействия насоса), другие исследователи изучали эластичные мембраны и биологическую совместимость поверхностей.
Цель проекта заключалась в том, чтобы создать искусственное сердце, которое могло бы работать, как настоящее.
На данный момент более 26 миллионов человек в мире живут с сердечной недостаточностью. Донорских органов не хватает, поэтому есть большая потребность в искусственном сердце, которое могло бы работать на протяжении долгого периода времени.
Современные искусственные модели сердца обладают большим количеством недостатков. При их работе часто возникают механические нарушения, пластиковые и металлические детали могут провоцировать проблемы при взаимодействии с живой тканью и негативно влиять на кровь из-за неестественных движений. Кроме того, до сих пор неизвестно, какие последствия для организма повлечёт за собой длительное использование искусственного сердца без пульса.
Швейцарское «мягкое сердце» было изготовлено из силикона с помощью 3D-принтера. Его вес всего 390 г, а объём - 679 см3. Его создатели стремились сделать искусственный орган максимально похожим на человеческое сердце по размеру, форме и функции.
Поэтому «мягкое сердце» представляет собой сложный моноблок с продуманной внутренней структурой. Учёные связали силиконовое сердце с системой, в которой циркулирует жидкость, напоминающая по своей вязкости кровь.
Подобно настоящему человеческому сердцу, это искусственное сердце также состоит из правой и левой части. Но в отличие от человеческого сердца они разделены не перегородкой, а дополнительной воздушной камерой, которая может передвигаться под давлением воздуха, заменяет сокращение мышц сердца человека и необходима для того, чтобы выкачивать жидкость из кровяных камер и выталкивать кровь в магистральный сосуд.
Во время испытаний исследователи смогли доказать, что мягкое искусственное сердце очень похоже на человеческое и способно работать по аналогичному принципу. Основная проблема на данный момент заключается в том, что материал, из которого изготовлено «мягкое сердце», выдерживает всего 3000 ударов (это 30-40 минут работы). Поэтому сейчас главная задача для исследователей – значительное увеличение прочности и производительности материала.
Но несмотря на это инженерам-механикам Швейцарской высшей технической школы Цюриха удалось разработать модуль, который может почти идеально имитировать работу сердечно-сосудистой системы человека. Данная система в настоящее время является одной из лучших в мире.