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& # 27;软机器人。旨在泵送衰竭的心脏

健康 89xy 3天前 9次浏览

一组研究人员设计了一种能够人工模拟心脏肌肉的机器人套筒。这项新技术可能成为等待移植的心力衰竭患者的救命稻草。

& # 27;软机器人。旨在泵送衰竭的心脏

Pinterest上的共享软件机器人可能会给心脏医学带来革命性的变化。

每年,美国有超过2000人接受心脏移植,其中惊人的570万人患有心力衰竭。

当心脏的任何一个心室不再能履行向全身输送血液的职责时,就会发生心力衰竭。

心脏移植的等待名单很长,许多人在找到捐赠者之前就已经死亡。因此,当病人等待新器官时,设计延长生命的方法是当务之急。

目前,心室辅助装置可用于改善等待移植的终末期心力衰竭患者的健康。然而,它们并不理想。

瓣膜置换手术是通过从心脏泵出血液并将其推送到全身来进行的。为了工作,血液必须离开血管的界限,通过管子和转子。

由于这种与异物的接触,患者需要服用抗凝剂。这些药物可以使VADs成为一种可行的解决方案,但它们也将中风的风险增加了20%。

除了VADs,心脏袖是另一种选择;他们坐在心脏周围挤压心脏,以复制肌肉收缩。这些心脏压缩干预措施也远非完美,直到最近,它们几乎都被放弃了。

机器人的新时代

弗兰克·皮古拉(Frank Pigula)博士来自肯塔基州路易斯维尔的诺顿儿童医院,但他参加了马萨诸塞州波士顿儿童医院的研究,他解释说:“由于技术限制,心脏领域已经偏离了开发心脏压缩而不是泵血VADs的想法。但现在,随着软机器人技术的进步,是时候回头了。”

本周,发表在《科学转化医学》杂志上的一项新的概念证明重新打开了心脏按压装置的大门。马萨诸塞州剑桥市哈佛大学和波士顿儿童医院的一组生物医学工程师和临床医生设计并测试了一种机器人套管,该套管可以像健康心室一样扭曲和压缩心脏。

虽然机器人的经典形象是一个能够承受星际战争的坚固结构,但现代医学研究的机器人却截然相反。由弹性体、纤维和其他填充材料制成的新一波所谓的软机器人能够与人体解剖结构密切而微妙地互动。

这种开创性的心脏套管完全由非刚性、生物相容的材料制成,位于心脏外部,无需抗凝剂,同时最大限度地降低感染风险。它使用气动“空气肌肉”,称为执行器。

根据这篇论文的合著者尼古拉·瓦西里耶夫博士的说法:“柔软的机器人执行器本质上是人造肌肉。”薄硅套筒与一个外部泵相连,该泵使用空气为致动器提供动力。

袖子的一部分扭曲,另一部分挤压,模仿心室。早期的心脏套管受到限制,只能挤压。

软机器人的救生潜力

这项研究的第一作者艾伦·罗氏博士(现就职于爱尔兰戈尔韦国立大学)说:“我们可以独立控制设备的各个部分,并根据患者的需求调整距离。”所以,如果患者心脏的一侧较弱,可以进行相应的修改。

她继续说:“我很乐观,除了长期治疗之外,柔软的机器人套筒还可以用于短期心脏康复。”

这些团队最近发表了他们对猪的研究,在研究中,他们在动物身上诱导心脏骤停,然后植入机器人设备。他们能够证明套管能够将心脏恢复到其原始心输出量的97%。

“这项工作代表了这个软机器人令人兴奋的概念验证结果,表明它可以安全地与软组织相互作用,并改善心脏功能。”

马萨诸塞州怀斯研究所共同负责人康纳·沃尔什

随着设备的改进,有了一个真正的拯救生命的机会。大多数心力衰竭患者的心脏都保留着一定程度的功能,而袖有潜力恢复这些人的生活质量。最后,由于心力衰竭影响全球4100万人,其影响可能是深远的。

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