מדענים מפתחים לב מלאכותי מתמשך יותר, ארוך יותר

ניקולס Cohrs ועמיתיו במעבדה חומרים פונקציונליים של ETH ציריך אוניברסיטת בשוויץ יש מושג חדש עבור מה שהם מכנים לב מלאכותי רך.

על ידי פיתוח לב מלאכותי הדומה מאוד הלב של הנמען, Cohrs וצוותו מקווה ליצור מכשיר שיכול לשמור על חולים חיים במשך שנים ללא צורך ניתוח השתלת מסוכן נוסף.

במשך כמעט 50 שנים, המנתחים השתילו לבבות מלאכותיים לחולים שאחרת היו מתים מאי ספיקת לב.

מכשירים אלה עשויים פלסטיק ומתכת. הם יכולים לקיים את החיים במשך ימים, ואפילו חודשים, בעוד חולים מחכים לבבות התורם. במקרים מסוימים, השתלת לב מלאכותית עשויה להיות קבועה ויכולה להימשך מספר שנים, אך הסיכוי לשרוד יותר מארבע שנים הוא פחות מ -60%. שיא הזמן הארוך ביותר לחיות עם הלב המלאכותי הוא חמש שנים.

פרסומת

סיבוכים שעלולים להתרחש כתוצאה מהשתלת לב מלאכותית כוללים דימום, זיהום וכשל באיברים.

בעיה נפוצה עם לבבות מלאכותיים היא הנטייה שלהם לאפשר קריש דם עקב הרכב נוקשה שלהם.

פרסומת פרסומת

קרישי דם יכולים להוביל לשבץ.

מנסה מגע רך, מותאם אישית

לב מלאכותי עם פחות נוקשות, אם כן, יכול לשפר את זרימת הדם ולהקטין את הסיכויים לקרישה.

בתחילה, Cohrs וצוותו ניסוי עם סיליקון, חומר שהוא בדרך כלל nonreactive, יציב, ועמיד בפני סביבות קיצוניות. כמו כן, יש מספר יישומים מדעי החיים.

הלב סיליקון תוכנן באמצעות תוכנת מחשב ממוחשבת (CAD), המייצרת איבר רך הדומה ללב האנושי בהרכב, צורה ותפקוד.

פרסומת פרסומת

להשתלה בפועל, בדיקת CT של הלב של המטופל תהווה את הבסיס של העיצוב, כדי להבטיח שהוא מתאים.

עיצוב שינויים ללב נדרשים כדי לאפשר לו לזוז מעצמו, כולל תא כי inflates ו deflates עם אוויר דחוס.

בניסויים שלהם, צוות Cohrs השתמשו במדפסת 3D כדי ליצור תבנית פלסטיק של הלב.

פרסומת

"אנו מייצרים את הלב המלאכותי שלנו לא ישירות על ידי הדפסה תלת מימדית, אבל אנחנו צריכים מדפסות תלת-ממד, כי לא ניתן לייצר מכשיר רך כזה עם טכניקות ייצור מסורתיות", אומר Cohrs."אנחנו 3D להדפיס שלילי של הלב ולהשתמש זה כמו עובש, אשר אנו מאוחר יותר להתמוסס. "

בתחילה, התבנית היתה מלאה בסיליקון, וכתוצאה מכך לב 13 אונקיות - מכשיר כשליש כבד יותר מהלב הממוצע הממוצע.

פרסומת

כאשר מושתל, זה יהיה sutured על השסתומים, העורקים, הוורידים, מופעל על ידי הנהג נייד, פניאומטי חיצוני.

Cohrs וצוותו נבדק הלב הסיליקון שלהם באפריל 2016 על ידי הצבת אותו במכונה מחזורית מדומה ההיגיון. התוצאות הוכיחו כי זרימת הדם של הלב סיליקון חיקה את זה של הלב האנושי האמיתי.

עם זאת, הלב סיליקון נמשך כ 3, 000 פעימות לב לפני הקרע מלחץ. בקצב של 60 פעימות לדקה, הלב ייכשל תוך פחות משעה.

פרסומת

המדענים פרסמו את ממצאיהם בכתב העת "איברים מלאכותיים"

מבט מעבר לסיליקון

מאז הניסויים הראשונים שלהם, צוות של Cohrs עברה מסיליקון לחומרים אחרים.

פרסומת פרסומת

"אנו בודקים פולימרים שונים כדי להפוך את הלב המלאכותי יציב יותר ולהגדיל את החיים", אמר Cohrs. "אנחנו גם שינו אופטימיזציה של הגיאומטריה. "

הלב האחרון שלהם נמשך 1 מיליון פעימות לב - או בערך 10 ימים של חיים.

שינויים נוספים ישפרו את הלב, למרות שזה עשוי להיות עשרות שנים לפני אחד הוא מוכן לבדיקת החיים האמיתיים.

"המטרה הסופית שלנו תהיה כמובן לב מלאכותי רך שיכול לייצר זרימת דם טבעית פיזיולוגית, יש לה חיים שלמים, ואינה גורמת לתופעות לוואי", אמר קוהרס. "אם זה אפשרי עדיין לא ידוע, אבל היינו מאושרים עם התוצאות הראשונות. "פיתוח שתל מלאכותי פנימי מורכב כזה הוא קשה מאוד ודורש הרבה זמן", הוסיף Cohrs. "אנחנו לא יכולים באמת לחזות מתי יכולנו לעבוד הלב הסופי אשר ממלא את כל הדרישות והוא מוכן להשתלה. זה בדרך כלל לוקח שנים. "אבל עם פרסום המחקר שלנו, הצגנו הוכחה של מושג לרגישות בטיפול לב מלאכותי. "

תהליך Cohrs וצוותו השתמשו - ניצול של תוכנות CAD פשוט הדפסה 3D - יכול לאפשר זמינות נרחבת של לב מלאכותי אישית.

לבבות אלה, בתורם, יכולים להימשך זמן רב יותר מהמכשירים של היום - אולי עד 15 שנים, ובתקווה לשאר חיי הנמען.