科学家创造了一个像真实心脏一样跳动的生物机器人心脏

该设备使用硅基肌肉替代物来泵血，您可以看到它的运作情况。

通过将生物组织和机器人技术结合在一起，该团队可能创造了心脏病研究的下一个重大成果。

图片来源：Summit Art Creations/Shutterstock.com

通过将真实的心脏组织和复杂的软机器人技术结合在一起，科学家们创造了一种像活器官一样跳动的生物机器人心脏。该模型以一种迄今为止不可能的方式捕捉了人类心脏的复杂性，并且在尝试心脏病的新疗法和外科手术方面可能会改变游戏规则。

在对真正的患者使用任何医疗干预措施之前，必须对其进行彻底的测试，以检查其安全性和有效性。对于涉及心脏的手术，研究人员有几种选择：模拟器和动物模型。

目前的模拟器保质期很短，只能使用几个小时，并且无法完全模拟构成心脏的所有单个结构。动物研究虽然在医学研究的许多领域仍然非常有价值，但成本昂贵、耗时且无可否认地存在争议。为了减少研究中对活体动物的需求，实验室培养的类器官取得了进展，并在可能的情况下用计算机模型或细胞系替代。 

现在，我们可以在该列表中添加一个柔软的机器人跳动心脏。

“对于那些研究不同心脏瓣膜状况和干预措施的人来说，模拟器作为一种研究工具具有巨大的好处，”麻省理工学院的资深作者兼生物医学工程师 Ellen Roche 在一份声明中说。 

“它可以作为临床医生、医学生和实习生的外科培训平台，让设备工程师研究他们的新设计，甚至帮助患者更好地了解自己的疾病和潜在的治疗方法。 ”

具体而言，该团队重点关注一种称为二尖瓣反流的疾病，该疾病影响着全球约 2420 万人。在这种疾病中，左心房和心室之间的二尖瓣无法正常关闭，这意味着血液可能会流向错误的方向。

对于患者来说，这可能会导致许多症状，从呼吸短促到四肢肿胀，如果不及时治疗甚至会导致心力衰竭。由于瓣膜的结构非常复杂，可以通过手术来纠正这个问题，但非常棘手。

为了创造一种研究健康和患病二尖瓣的新方法，研究小组使用猪心脏作为基础，去除了左心室周围的厚肌肉，并用机器人硅胶泵代替。当充气时，泵会像真正的肌肉一样挤压和扭曲心脏，具有令人印象深刻的泵血能力。

通过损坏二尖瓣使其渗漏，研究小组可以让心脏外科医生在生物机器人心脏上进城，尝试三种不同的手术技术来纠正问题：锚定瓣膜组织，使其不会渗漏；植入装置以帮助瓣膜正常关闭；或者用假体完全更换瓣膜。

所有三个程序都有效。您可以在下面的视频中观看生物机器人心脏中瓣膜的运动 - 您永远不会知道泵血是由硅胶而不是肌肉提供动力的。

“对于外科医生来说，看到每一步真的很有趣，”罗奇说。 “当你与病人一起工作时，你无法想象这个过程，因为心脏里有血液。该系统使用的人造血液是无色的，因此不会遮挡视线，但机器人心脏仍然可以接受医院使用的所有成像方法。事实证明，使用这样的系统对于心脏手术培训来说是无价的。 

该团队对他们的创新寄予厚望，目前正在努力延长保质期并缩短生产时间。也有可能用 3D 打印的人造人心脏代替猪心脏。 

对于研究人员来说，目标是尽快让这些设备获得批准并投放市场，因为正如罗氏所说，“加快和改进这些流程最终将使患者受益。 ”

该研究发表在《Device》杂志上。