科學家們透過將真實的心臟組織與復雜的軟機器人技術相結合，創造出了一個像活體器官一樣跳動的生物機器人心臟。這個模型以前是無法實作的，它捕捉了人類心臟的復雜性，可能在嘗試心臟病新治療和外科手術時起到革命性的作用。
在任何醫療幹預被用於真實患者之前，必須進行徹底的測試，以檢查其安全性和有效性。對於涉及心臟的程式，研究人員有兩種選擇：模擬器和動物模型。
目前的模擬器使用壽命很短，只能使用幾小時，無法完全模仿組成心臟的所有個體結構。動物研究雖然在許多醫學研究領域仍然非常有價值，但昂貴、耗時且無可否認地具有爭議性。為了減少動物在科研中的使用，人造器官、電腦模型和細胞系取代的嘗試也取得了進展。
現在，我們又可以加上一個軟機器人心臟模擬器了。
麻省理工學院的生物醫學工程師埃倫·羅奇表示：「對於那些研究不同心臟瓣膜疾病和幹預措施的學者，這個模擬器是一個巨大的研究工具。」
「它可以作為臨床醫生、醫學生和實習生的外科培訓平台，讓裝置工程師研究他們的新設計，甚至幫助患者更好地了解他們自己的疾病和潛在治療方法。」
具體來說，研究團隊關註的是一種稱為二尖瓣反流癥的疾病，全球約有2420萬人受影響。在這種疾病中，心臟的左心房和心室之間的二尖瓣不能正確關閉，意味著血液可能會倒流。
對患者來說，這可能會引起一系列癥狀，從呼吸困難到肢體水腫，甚至會導致心力衰竭。手術可以矯正這個問題，但由於瓣膜的高度復雜結構，手術非常棘手。
為了創造一種研究健康和患病二尖瓣的新方法，團隊以豬心為基礎，去除了包圍左心室的厚厚肌肉，用一個機器人矽膠泵取而代之。當膨脹時，泵會像真正的肌肉一樣擠壓和扭曲心臟，擁有出色的抽血動力。
透過損壞二尖瓣使其泄漏，研究團隊可以允許心臟外科醫生在生物機器人心臟上嘗試三種不同的手術技術來矯正問題：固定瓣膜組織以防止泄漏；植入裝置以幫助瓣膜正確關閉；或者用義肢替換瓣膜。
這三種手術都行之有效。你可以在下面的視訊中觀看生物機器人心臟內瓣膜的運動——你甚至看不出抽血是由矽膠驅動的，而不是真正的肌肉。
羅奇說：「對外科醫生來說，看到每一步是非常有趣的。當你在為患者進行手術時，你無法想象在心臟中發生的過程，因為心臟中有血液。」這個系統使用的人造血是無色的，所以不會遮擋視野，但機器人心臟仍然可以被用於在醫院使用的所有成像方法。擁有這樣的系統對心臟手術培訓可能非常寶貴。
研究團隊對他們的創新寄予厚望，並正在努力延長使用壽命並縮短生產時間。將豬心替換為3D打印的合成人工心臟也是有可能的。
對研究人員來說，目標是盡快獲得這些裝置的批準並推向市場，因為正如羅奇所說的那樣，「加快和改善這些過程最終將使患者受益。」
該研究發表在【裝置】雜誌上。
