心臓のポンプ動作を模倣するために、チームは印刷された心臓を包む血圧カフに似たスリーブを作成しました。 各袖の下側は、正確にパターン化されたプチプチに似ています。 スリーブが空気圧システムに接続されている場合、研究者は気流を調整してスリーブの気泡をリズミカルに膨らませ、心臓を収縮させ、患者の血液ポンプ能力を再現することができます。
「私たちは心臓の解剖学的構造を印刷するだけでなく、その力学と生理学も複製しています」と、 「バイオロボットハイブリッド心臓」—2020 年 1 月に、心拍を模倣するように制御できる合成筋肉から作られた一般的なレプリカ。
研究者は、印刷された大動脈を囲む別のスリーブを膨らませて、血管を収縮させることもできます。 この狭窄は、大動脈弁が狭くなり、血液を体内に押し出すために心臓がより激しく働く状態である大動脈弁狭窄症を模倣するように調整できると彼らは言います。
医師は通常、自然の弁を広げるように設計された人工弁を外科的に移植することによって、大動脈弁狭窄症を治療します。 チームによると、将来的には、心臓と大動脈の印刷モデルにさまざまな弁を移植して、どの設計が最良の機能と適合性をもたらすかを確認できる可能性があります。 心臓のレプリカは、さまざまな種類の心臓病の治療法をテストするための現実的なプラットフォームとして、研究所や医療機器メーカーによって使用される可能性もあります。
「すべての心は異なります」と、健康科学と技術の MIT ハーバード プログラムの大学院生であり、 紙 彼は寮の部屋で研究室のセットアップを再作成し、covid-19のシャットダウン中にデザインの微調整を続けました. 「特に患者が病気の場合は、大きな変動があります。」
ロシュ氏によると、最終的には、レプリカは、心臓と血管が妥協した機能を克服するために機能するときに発生することが多い、特に特徴的な心臓の解剖学的構造を持つ個人のための理想的な治療法を開発し、特定するのに役立つ可能性がある.
「幅広い解剖学的構造を包括的に設計し、この範囲全体で介入をテストすることで、低侵襲手術の対象となる対象集団を増やすことができます」と彼女は言います。