Forskare använde 3D-tryck för att skapa ett mjukt konstgjort hjärta för första gången

Ny teknik möjliggör produktion av förbättrade konstgjorda organ
Schweiziska forskare har lyckats skapa ett mjukt konstgjort hjärta med hjälp av en 3D-skrivare. Hittills har befintliga konstgjorda hjärtan många nackdelar. Den nya tillverkningstekniken möjliggör att komplexa organ som det mänskliga hjärtat genereras med hjälp av 3-tryck. Dessa organ fungerar bättre och liknar de verkliga organen i människokroppen i sin funktion.

Forskarna vid ETH Zürich har lyckats producera ett konstgjort hjärta med hjälp av en 3D-skrivare. Det nya mjuka artificiella hjärtat ska komma så nära som möjligt till den naturliga modellen. Läkarna publicerade resultaten av sin studie i tidskriften "Artificial Organs".

Många människor i världen lider av problem med sitt hjärta. Kanske kan några av de drabbade drabbas av resultaten av den nya undersökningen. För första gången har forskare lyckats skapa ett mjukt hjärta med hjälp av en 3D-skrivare. (Bild: Adiano / fotolia.com)

Vad har problem med konstgjorda hjärtan hittills gjorts??
Det finns naturligtvis skäl till att naturen ska vara modellen för nya konstgjorda hjärtan. Till exempel är mekaniken hos de tidigare skapade konstgjorda hjärtan mycket mottagliga för störningar. Dessutom har de tidigare producerade konstgjorda hjärtan ingen puls. Konsekvenserna för kroppen är fortfarande oklara, förklara forskarna. Så ett nyutvecklat hjärta borde i bästa fall vara ungefär samma storlek, form och funktion som ett verkligt mänskligt hjärta, lägger författarna till. Ett annat problem med tidigare tillverkade hjärtan är att metall- och plastmekanismer ofta är svåra att integrera i vävnaden. Dessutom kan det även leda till skada på blodbilden.

Schweiziska forskare skapar det första mjuka konstgjorda hjärtat
Ett litet lag på ETH, leds av doktorand Nicholas Cohrs, har nu skapat det första mjuka konstgjorda hjärtat. Det nya hjärtat har också en pumpningsmekanism där silikonventilerna pumpar som ett riktigt hjärta, säger forskarna. Mekanismen fungerar som ett riktigt hjärta. Mellan de så kallade ventriklarna ligger en kammare som fyller och tömmer. Detta skapar en pumpning som simulerar muskelkontraktionen hos det mänskliga hjärtat, lägger läkare på.

Hur byggs det konstgjorda hjärtat??
Hjärtat skapades av så kallad 3D-utskrift. Denna teknik gjorde det möjligt för forskare att skapa en komplex intern struktur. Mjukt och flexibelt material används för detta. Hela det konstgjorda hjärtat är en enskild del, så det finns inga problem med hur olika interna mekanismer passar ihop, förklarar författarna. De enda undantagen är vid ingångarna och utgångarna där blodet kommer in och ut. Det nyproducerade hjärtat väger 390 gram. Den har en volym av 679 cc. Som ett riktigt hjärta består det konstgjorda hjärtat också av en högra och vänstra hälften av hjärtat, förklarar experterna vidare.

Producerat hjärta är hittills endast mycket kortsläppt
I olika test kunde läkarna bestämma att det mjuka artificiella hjärtat fungerar bra. Det konstgjorda hjärtat lyckades framgångsrikt pumpa ett vätska som liknar humant blod. Det finns dock fortfarande ett problem med det nya konstgjorda hjärtat. Hittills har materialet bara cirka 3 000 slag. Detta motsvarar en körtid på cirka en halv till tre fjärdedelar av en timme, förklara författarna. Efter en halvtimme kommer materialet att skadas av lasten.

Det nyutvecklade hjärtat Basis för ett nytt koncept
Syftet med forskningen var inte att skapa ett hjärta som kunde implanteras direkt, det var mycket mer om att tänka i en helt ny riktning i utvecklingen, säger experterna från Schweiz. Materialets och prestandans motståndskraft måste förbättras betydligt i framtiden. Men det tillverkade hjärtat är ett bevis för att det nya tillverkningskonceptet fungerar, lägger forskarna till. "Som mekanisk ingenjör trodde jag aldrig att jag någonsin skulle hålla ett mjukt konstgjort hjärta i mina händer", förklarar Anastasios Petrou. "Jag är nu så fascinerad av den här forskningen att jag väldigt mycket vilja fortsätta arbeta med utvecklingen av artificiella hjärtan," tillägger experten. (As)