Harvard-Forscher halfen bei der Entwicklung eines weichen Roboters, der sich um ein menschliches Herz wickeln kann, um es beim Schlagen zu unterstützen. Dies könnte eine völlig neue Behandlungsoption für Menschen mit Herzerkrankungen, einschließlich möglicher Herzinsuffizienz, werden.
"Diese Forschung zeigt, dass das wachsende Feld der Soft-Robotik auf klinische Bedürfnisse angewendet werden kann und möglicherweise die Belastung durch Herzerkrankungen reduziert und die Lebensqualität der Patienten verbessert." sagte die Hauptautorin des Papiers, Ellen T. Roche.
[Bildquelle: Ellen Roche/Harvard University]
Der weiche Roboter zieht sich mit den Herzschlägen zusammen. Er verstärkt schwächere Herzschläge und verstärkt mit jedem Puls. Eine der besten Eigenschaften von Harvards neuem Gerät ist, dass es nicht direkt mit Blut in Kontakt kommt. Dies reduziert das Risiko von Blutgerinnseln erheblich. Esnimmt Patienten auch von gefährlichen Blutverdünnern ab. Der weiche Roboter folgt dem menschlichen Herzen. Er hat eine dünne Silikonhülle, die pneumatische Aktoren verwendet. Diese Aktoren ahmen die äußeren Muskelschichten eines Säugetierherzens nach. Das Gerät hat eine externe Pumpe, die Luft ansaugtum die Aktoren mit Strom zu versorgen.
Allein in den USA, 5,7 Millionen Erwachsene haben eine Herzinsuffizienz, und über die Hälfte der Menschen, die eine Herzinsuffizienz entwickeln, sterben innerhalb von fünf Jahren nach dieser Diagnose. Medikamente und Verfahren gegen Herzinsuffizienz kosten die USA ungefähr 30,7 Milliarden US-Dollar jedes Jahr. Aktuell Behandlungen bei Herzinsuffizienz in Form von Medikamenten wie ACE-Hemmern, Betablockern und Diuretika, um die Flüssigkeitsansammlung zu reduzieren. Behandlungen auch einschließen Gesündere Änderungen des Lebensstils, von der Raucherentwöhnung bis hin zu leichter körperlicher Aktivität.
Die häufigste Form der chirurgischen Behandlung einer ausgedehnten Herzinsuffizienz sind jedoch ventrikuläre Unterstützungsgeräte. Diese helfen dabei, das Blut vom Herzen direkt in den Körper zu pumpen. Trotz der jüngsten Verbesserungen setzen VADs den Patienten immer noch einem Schlaganfallrisiko aus undGerinnungsprobleme.
Diagramm eines VAD [Bildquelle: Wikimedia Commons]
Wie bei den einzelnen Medikamenten kann die Roboterhülle individuell auf das Herz zugeschnitten werden. Roche sagteWenn ein Patient auf einer Seite schwächer ist als auf der anderen, können die Aktuatoren so eingestellt werden, dass mehr Druck auf die schwächere Seite ausgeübt wird. Wenn sich der Zustand des Patienten verbessert, können die Aktuatoren nachlassen, sodass das Herz von selbst gestärkt wird.
[Bildquelle: Harvard Magazine über YouTube]
Roche hofftdie Hülle kann als wegweisende Verbesserung im wachsenden Bereich der Softrobotik dienen:
"Diese Forschung ist im Moment wirklich bedeutsam, weil immer mehr Menschen einen Herzinfarkt überleben und am Ende eine Herzinsuffizienz erleiden. Weiche Robotergeräte sind ideal geeignet, um mit Weichgewebe zu interagieren und Hilfestellungen zu geben, die bei der Funktionssteigerung helfen können, undmöglicherweise sogar Heilung und Genesung."
Senior Autor des PapiersConor Walsh wiederholteDie Meinung von Roche, die sagt, dass die Hülle "ein aufregendes Proof-of-Concept-Ergebnis darstellt ... und zeigt, dass sie sicher mit Weichgewebe interagieren und zu einer Verbesserung der Herzfunktion führen kann."
[Bildquelle: Ellen Roche/Harvard University]
Das Projekt hat noch keine Humantests erreicht. Das Team arbeitet mit Chirurgen des Boston Children's Hospital zusammen, um die nächsten Schritte des Projekts festzulegen. Laut Berichte, Harvards Office of Technology Development versucht, "Kommerzialisierungsmöglichkeiten" zu verfolgen.
Weitere Informationen zur Funktionsweise der aktuellen VAD-Systeme finden Sie in diesem Video unten vom Barnes-Jewish Hospital:
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