Ο προσομοιωτής έχει τεράστιο όφελος ως εργαλείο έρευνας για όσους μελετούν διαφορετικές καταστάσεις και παρεμβάσεις της καρδιακής βαλβίδας.
Συνδυάζοντας μια βιολογική καρδιά και μια ρομποτική αντλία σιλικόνης, οι ερευνητές δημιούργησαν μια βιορομποτική καρδιά που χτυπά σαν αληθινή, εστιάζοντας σε μια βαλβίδα στην αριστερή πλευρά της καρδιάς. Ο προσομοιωτής καρδιακής βαλβίδας, που παρουσιάστηκε στις 10 Ιανουαρίου στο περιοδικό Device, μπορεί να μιμηθεί τη δομή, τη λειτουργία και την κίνηση μιας υγιούς ή πάσχουσας καρδιάς, επιτρέποντας σε χειρουργούς και ερευνητές να επιδείξουν διάφορες παρεμβάσεις συλλέγοντας δεδομένα σε πραγματικό χρόνο.
«Ο προσομοιωτής έχει τεράστιο όφελος ως εργαλείο έρευνας για όσους μελετούν διαφορετικές καταστάσεις και παρεμβάσεις της καρδιακής βαλβίδας», λέει η ανώτερη συγγραφέας και βιοϊατρική μηχανικός Έλεν Ρος του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης. «Μπορεί να χρησιμεύσει ως πλατφόρμα εκπαίδευσης για τη χειρουργική για κλινικούς ιατρούς, φοιτητές ιατρικής και εκπαιδευόμενους, να επιτρέψει στους μηχανικούς συσκευών να μελετήσουν τα νέα τους σχέδια και ακόμη και να βοηθήσει τους ασθενείς να κατανοήσουν καλύτερα τη δική τους ασθένεια και τις πιθανές θεραπείες».
Πριν φτάσουν νέες παρεμβάσεις στους ανθρώπους, υποβάλλονται σε αυστηρές δοκιμές σε προσομοιωτές καρδιάς και σε ζώα. Ωστόσο, οι τρέχοντες προσομοιωτές καρδιάς δεν αποτυπώνουν πλήρως την πολυπλοκότητα μιας καρδιάς και έχουν μικρή διάρκεια ζωής δύο έως τεσσάρων ωρών. Οι μελέτες σε ζώα είναι δαπανηρές και χρονοβόρες και τα ευρήματα μπορεί να μην μεταφράζονται πάντα στους ανθρώπους. Η ρομποτική καρδιά μπορεί να γεφυρώσει αυτά τα κενά ως μια λιγότερο δαπανηρή μέθοδος με διάρκεια ζωής μηνών.
Οι ερευνητές εστίασαν στην ανεπάρκεια μιτροειδούς, μια διαταραχή κατά την οποία η βαλβίδα μεταξύ των αριστερών καρδιακών θαλάμων δεν κλείνει σωστά – με αποτέλεσμα μια καρδιακή βαλβίδα με διαρροή όπου το αίμα μπορεί να ρέει προς τα πίσω. Αυτή η πάθηση, που επηρεάζει περίπου 24,2 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως, μπορεί να προκαλέσει δύσπνοια, πρήξιμο στα άκρα και καρδιακή ανεπάρκεια. Δεδομένης της πολυπλοκότητας της δομής της βαλβίδας, οι χειρουργικές επεμβάσεις για τη διόρθωση της διαταραχής είναι εξαιρετικά περίπλοκες, υπογραμμίζοντας την ανάγκη για αποτελεσματική τεχνολογία και ακριβείς χειρουργικές τεχνικές.
Για την καλύτερη κατανόηση της μιτροειδούς βαλβίδας σε υγιείς και άρρωστες καταστάσεις, η ομάδα κατασκεύασε μια βιορομποτική καρδιά βασισμένη σε μια καρδιά χοίρου. Οι ερευνητές αντικατέστησαν τον καρδιακό μυ στον αριστερό θάλαμο με ένα μαλακό ρομποτικό σύστημα αντλίας κατασκευασμένο από σιλικόνη που ενεργοποιείται από τον αέρα. Όταν φουσκώνει, το σύστημα στρίβει και συμπιέζει την καρδιά σαν πραγματικός καρδιακός μυς, αντλώντας τεχνητό αίμα μέσω ενός εικονικού συστήματος κυκλοφορίας και προσομοιώνοντας τους χτύπους μιας βιολογικής καρδιάς.
Όταν η ομάδα κατέστρεψε τη μιτροειδή βαλβίδα στη βιορομποτική καρδιά, έδειξε χαρακτηριστικά μιας καρδιακής βαλβίδας με διαρροή. Στη συνέχεια, η ομάδα ζήτησε από καρδιοχειρουργούς να διορθώσουν τη βλάβη με τρεις διαφορετικές τεχνικές: αγκύρωση του φυλλαδίου ιστού της βαλβίδας με τεχνητές χορδές, αντικατάσταση της βαλβίδας με προσθετική βαλβίδα και εμφύτευση μιας συσκευής για να βοηθήσει το φυλλάδιο της βαλβίδας να κλείσει με επιτυχία.
Και οι τρεις διαδικασίες ήταν επιτυχείς, φέρνοντας την πίεση, τη ροή και τη λειτουργία της καρδιάς στο φυσιολογικό. Το σύστημα επέτρεψε επίσης στην ερευνητική ομάδα να συλλέγει δεδομένα σε πραγματικό χρόνο κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης και είναι συμβατό με τις τρέχουσες τεχνολογίες απεικόνισης που χρησιμοποιούνται στις κλινικές. Επειδή το τεχνητό αίμα που χρησιμοποιείται στο σύστημα είναι καθαρό, επιτρέποντας την άμεση απεικόνιση της διαδικασίας. Τα ευρήματα απέδειξαν τη συσκευή ως ένα νέο μοντέλο καρδιάς.
Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον ΚόσμοΑκολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο κανάλι μας στο YouTube
