Группа инженеров-биомехаников из Университета Нового Южного Уэльса совместно с коллегами из Технологического университета Квинсленда и кардиохирургами из больницы Святого Винсента в Сиднее разработали искусственный левый желудочек человеческого сердца (ЛЖ), который можно использовать для обучения кардиохирургов и других врачей.

В своей статье, опубликованной в журнале Science Robotics, группа описывает, как был создан искусственный желудочек, его особенности и возможные варианты его использования.

Поскольку ЛЖ может быть анимирован, исследователи описывают его как тип робота — тот, который может имитировать движения настоящего человеческого сердца. Он также регулируемый, что означает, что его можно настроить для имитации сердца пациента, которому предстоит операция на сердце , что позволяет хирургу отработать процедуру перед тем, как отправиться в операционную.

Для создания ЛЖ исследователи поставили себе цель создать устройство, которое могло бы имитировать все типы движения, которые происходят в реальном сердце, включая те, которые включают радиальное движение. Для создания такого устройства они попытались воспроизвести три основных типа мышц в человеческом сердце.

Созданный ими ЛЖ имеет три слоя, имитирующие эпикард, трансмуральный и эндокард — все они сделаны с использованием «настраиваемых гидравлических нитей искусственных мышечных волокон». Это позволило им настроить плотность сердечной мышцы, углы волокон, соединяющих мышцы вместе, и форму желудочка. ЛЖ также способен перекачивать имитированную кровь.

Тестирование устройства проводилось путем его подсоединения к шлангам, по которым по петле течет искусственная кровь. Хирурги больницы Святого Винсента провели испытания на совместимость с настоящими человеческими сердцами, оценивая устройство, когда оно находилось в неподвижном состоянии и когда билось, проталкивая кровь через шланги. При этом они обнаружили, что ЛЖ способен достоверно имитировать действия настоящего человеческого сердца.

Команда также проверила способность устройства настраиваться таким образом, чтобы имитировать состояния сердца, требующие медицинского вмешательства, и реагировать так, как реагирует человеческое сердце, когда его фиксирует хирург, включая установку внутриаортального баллонного насоса в левый желудочек во время его сокращения.

В заключение команда утверждает, что их устройство является гораздо лучшим учебным пособием, чем другие искусственные сердца, доступные в настоящее время, и ожидает, что оно станет инструментом, используемым врачами, инструкторами и студентами, обучающимися лечению заболеваний сердца.

Источник: Science Robotics