科学家们通过将真实的心脏组织与复杂的软机器人技术相结合，创造出了一个像活体器官一样跳动的生物机器人心脏。这个模型以前是无法实现的，它捕捉了人类心脏的复杂性，可能在尝试心脏病新治疗和外科手术时起到革命性的作用。
在任何医疗干预被用于真实患者之前，必须进行彻底的测试，以检查其安全性和有效性。对于涉及心脏的程序，研究人员有两种选择：模拟器和动物模型。
目前的模拟器使用寿命很短，只能使用几小时，无法完全模仿组成心脏的所有个体结构。动物研究虽然在许多医学研究领域仍然非常有价值，但昂贵、耗时且无可否认地具有争议性。为了减少动物在科研中的使用，人造器官、计算机模型和细胞系取代的尝试也取得了进展。
现在，我们又可以加上一个软机器人心脏模拟器了。
麻省理工学院的生物医学工程师埃伦·罗奇表示：「对于那些研究不同心脏瓣膜疾病和干预措施的学者，这个模拟器是一个巨大的研究工具。」
「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他们自己的疾病和潜在治疗方法。」
具体来说，研究团队关注的是一种称为二尖瓣反流症的疾病，全球约有2420万人受影响。在这种疾病中，心脏的左心房和心室之间的二尖瓣不能正确关闭，意味着血液可能会倒流。
对患者来说，这可能会引起一系列症状，从呼吸困难到肢体水肿，甚至会导致心力衰竭。手术可以矫正这个问题，但由于瓣膜的高度复杂结构，手术非常棘手。
为了创造一种研究健康和患病二尖瓣的新方法，团队以猪心为基础，去除了包围左心室的厚厚肌肉，用一个机器人硅胶泵取而代之。当膨胀时，泵会像真正的肌肉一样挤压和扭曲心脏，拥有出色的抽血动力。
通过损坏二尖瓣使其泄漏，研究团队可以允许心脏外科医生在生物机器人心脏上尝试三种不同的手术技术来矫正问题：固定瓣膜组织以防止泄漏；植入设备以帮助瓣膜正确关闭；或者用假体替换瓣膜。
这三种手术都行之有效。你可以在下面的视频中观看生物机器人心脏内瓣膜的运动——你甚至看不出抽血是由硅胶驱动的，而不是真正的肌肉。
罗奇说：「对外科医生来说，看到每一步是非常有趣的。当你在为患者进行手术时，你无法想象在心脏中发生的过程，因为心脏中有血液。」这个系统使用的人造血是无色的，所以不会遮挡视野，但机器人心脏仍然可以被用于在医院使用的所有成像方法。拥有这样的系统对心脏手术培训可能非常宝贵。
研究团队对他们的创新寄予厚望，并正在努力延长使用寿命并缩短生产时间。将猪心替换为3D打印的合成人工心脏也是有可能的。
对研究人员来说，目标是尽快获得这些设备的批准并推向市场，因为正如罗奇所说的那样，「加快和改善这些过程最终将使患者受益。」
该研究发表在【设备】杂志上。
