Et tilpasset menneskeligt hjerte, der fungerer og fremstår som hjertet af en bestemt patient, kan nu blive 3D-printet af ingeniører.
Ifølge MIT Mechanical Engineering er deres mission at udvikle realistiske modeller, som læger, videnskabsmænd og producenter af medicinsk udstyr kan bruge til at teste forskellige behandlinger af hjertesygdomme. Hjertereplikaerne blev udviklet i Roachs laboratorium.
"Anatomien er væsentlig anderledes hos patienter med hjertesvigt," sagde hun. Hvert hjerte er forskelligt, og patienter med hjertesvigt er ingen undtagelse.
Detaljerede medicinske fotografier af en persons hjerte tages for at starte processen med at lave en personlig hjertereplika. For at producere en blød, fleksibel skal blev disse fotos derefter omdannet til computermodeller og sendt til en 3D-printer. Derefter vedhæftede Roches team ærmer, der kan pustes op og tømmes for at simulere hjertets sammentrækning, ligesom blodtryksmanchetter. Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Science Robotics i dag.
Mens konventionelle pumper ofte er ufleksible og omfangsrige, "kan vores hjertehylster efterligne en patients funktion på en mere nøjagtig måde," sagde Luca Rosalia, en doktorgradsstuderende i MIT-Harvard Health Sciences and Technology Program, som arbejdede på robothjertet.
Ifølge Rosalia og Roche kunne aortastenose, som får hjertet til at arbejde hårdere for at cirkulere blod i hele kroppen, en dag blive behandlet med denne slags robothjerte af læger. I USA rammer sygdommen 1,5 millioner mennesker. En syntetisk klap implanteres typisk efter operation for at behandle aortastenose. Disse forskere forestiller sig en tid, hvor læger først kunne bygge en nøjagtig kopi af en patients hjerte, teste forskellige ventilmuligheder for at bestemme, hvilken der er bedst for en bestemt patient og derefter implantere den.
Ifølge Jon Passeri, leder af kliniske operationer i ekkokardiografilaboratoriet på Massachusetts General Hospital, "har 3D-printteknologi indtil videre efterladt visse huller." "Elasticiteten af de mange involverede væv og den forkalkning, der udvikler sig på klappen, er meget svære at genskabe på en meget nøjagtig måde."
Passali kaldte den nye teknologi "fascinerende" på trods af, at han ikke var engageret i undersøgelsen af 3D-hjertekopier.
Det er mere nøjagtigt og ser ud til at blive skabt hurtigere, hvilket gør det attraktivt til kliniske applikationer, ifølge Passali. Han advarede om, at før disse modeller anvendes i en klinisk kontekst, "kan det tage et stykke tid."
Han mener, at der vil gå mindst fem til ti år, før disse robothjerter bliver brugt til at behandle patienter direkte, mens de kan blive brugt i sektoren for medicinsk udstyr og i laboratorier inden for de næste par år.
"Replikahjertet skal udvikles, konstrueres og testes inden for 24 eller 36 timer, for at systemet kan anvendes terapeutisk. Som et resultat udvikler 3D-printteknologien sig konstant."