Дослідники з Гарвардського університету та Бостонського дитячого шпиталю розробили м'який роботизований пристрій, який оточує серце і допомагає йому битись. Розробка потенційно відкриває нові можливості у терапії людей, які страждають від серцевої недостатності.
Демонстрація силіконового роботизованого рукава під час моделювання гострої серцевої недостатності у свині
М'який роботизований рукав облягає серце і скорочується синхронно з серцебиттям, поліпшуючи серцево-судинні функції. Його перевага полягає в тому, що він не контактує напряму з кров'ю. Це зменшує ризик утворення тромбів й усуває необхідність приймання пацієнтом небезпечних препаратів, які розріджують кров.
«Розробка науковців з Гарварду та Бостонського дитячого шпиталю показує, що м'яка робототехніка має клінічне застосування», — каже провідний автор статті з описом дослідження Елен Рош. А один з її співавторів, Конор Волш з Гарвардської школи інженерії прикладних наук ім. Дж. Паулсона (SEAS), зазначає, що «можна передбачати широкий спектр застосувань пристроїв, які здійснюватимуть механотерапію як всередині тіла людини, так і поза ним». Стаття опублікована у Science Translational Medicine.
На серцеву недостатність страждає щорічно 41 млн. людей у всьому світі. Сьогодні серед опцій її лікування є механічні помпи, які помпують кров від шлуночків в аорту, що називаються шлуночковими допоміжними пристроями, та пересадка серця. Хоча шлуночкові допоміжні пристрої постійно вдосконалюють, у пацієнтів, які живуть з ними, все-таки є великий ризик інсульту чи утворення тромбів.
Моделлю для нового пристрою, який не взаємодіє з кров'ю, стало саме серце. Пристрій складається з тонкого силіконового рукава, який облягає серце, та пневматичних силових приводів, які імітують його зовнішні м'язові шари. Стискаючи серце, пристрій імітує рух його удару. Силові приводи під'єднані до помпи, яка нагнітає у них повітря, що й приводить його у дію.
Силіконовий рукав можна пристосувати під будь-якого пацієнта. Якщо його серце є слабшим, наприклад, з лівого боку, то пристрій можна налаштувати так, щоб надати йому більшу підтримку саме з цього боку. Рукав кріпиться до серця за допомогою комбінації всмоктувальних пристроїв, швів та ґелевого інтерфейсу, що повинен вирішити проблему тертя між пристроєм та органом.
«Кардіотерапія відмовилася від ідеї створення механізму, який стискав би серце, на користь шлуночкових допоміжних апаратів, які перепомповують кров, через технічні обмеження. Але тепер внаслідок досягнень у м'якій робототехніці настав час знову повернутися до цієї ідеї», — каже кардіоторакальний хірург та один із співавторів дослідження Френк Піґула. «У більшості людей з серцевою недостатністю все-таки залишаються окремі функції. Одного дня роботизований рукав зможе допомогти їх серцю задовільно працювати і повернути їм якість життя».
Soft robot helps the heart beat
ScienceDaily, 18/01/2016
Зреферував Євген Ланюк
19.01.2017