Мягкое роботизированное сердце поможет изучать болезни и тестировать устройства

Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса создали полностью синтетическое мягкое роботизированное сердце, которое воспроизводит сложные движения и внутреннее строение человеческого органа. Разработка предназначена для изучения сердечных заболеваний и испытаний новых медицинских устройств. В основе модели — левая половина сердца с искусственными клапанами, папиллярными мышцами и хордами, которые играют ключевую роль в работе органа и часто поражаются при болезнях.

Устройство способно имитировать патологические процессы, например когда сердечные клапаны начинают пропускать кровь в обратном направлении. Это состояние повышает риск сердечной недостаточности и других опасных осложнений. По словам разработчиков, их модель поможет лучше понять механизмы сердечных недугов, сократить количество экспериментов на животных и создавать индивидуальные копии сердца пациентов для планирования операций.

Роботизированное сердце собрано из силиконовых мембран и мягких искусственных мышц, которые воспроизводят естественное сокращение и скручивание органа. Искусственные мышечные волокна приводятся в действие гидравлическим давлением, что позволяет точно повторять движения настоящего сердца. Особое внимание исследователи уделили митральному клапану — его створки открываются и закрываются с каждым ударом, обеспечивая ток обогащённой крови и предотвращая обратный поток. Меняя натяжение папиллярных мышц, учёные смогли воссоздать такие патологии, как пролапс и недостаточность клапана.

Проверка модели показала, что она ведёт себя практически как настоящее сердце. При нормальной работе клапанов давление и кровоток соответствуют физиологическим нормам, а при имитации заболевания появляются характерные изменения, включая обратный выброс крови. Ультразвуковые изображения модели тоже оказались похожи на снимки живого сердца. Внутри искусственного органа исследователи успешно протестировали новый мягкий катетер, который смог перемещаться и обнаруживать контакт с движущимися структурами. Это подтверждает, что разработка ускорит создание более безопасных и эффективных кардиологических устройств.