Miękka robotyka czuje rytm serca

Natalia Grzebisz, bankier.pl
17-06-2018, 22:00

W leczeniu serca stale poszukuje się rozwiązań obarczonych jak najmniejszym ryzykiem powikłań.

Jednym z nich może być wdrożenie silikonowych rękawów, które będą inicjowały skurcze tego narządu pod wpływem ciśnienia powietrza. Miękka robotyka gwarantuje większy zakres ruchów i bardziej zbliżoną do żywych tkanek aktywność. Dodatkową zaletą jest bezpieczeństwo zastosowania tej metody w przypadku chorób serca. Rozwiązaniem dla niewydolności tego organu może okazać się zatem wzmacniający go rękaw, wytworzony z silikonu.

Wspomaganie…

— Dotychczas stosowane urządzenia wspomagające pracę komór (VADs — ventricular assist devices) obarczone były ryzykiem częstego występowania zakrzepów i np. ponownego zawału, wynikającym z bezpośredniego kontaktu z krwią chorego — wyjaśniała podczas Impact ’18 Ellen Roche, współtwórca urządzenia.

Wraz z zespołem kardiochirurgów z Uniwersytetu w Harvardzie i Boston Children’s Hospital, Ellen Roche zaprojektowała urządzenie do kompresji serca, które może zwiększyć pojemność minutową serca w przypadku jego niesprawnego modelu (badania przeprowadzono dotąd tylko na zwierzętach). Do opracowania bioinspirowanego symulatora kardiologicznego wykorzystano miękkie techniki robotyczne. Przepływ krwi u zwierząt wznawiano przy użyciu silikonowego rękawa nakładanego na serce. Poprzez pompowane pod ciśnieniem powietrze (w przeciwieństwie do VADs nie występuje tutaj kontakt z krwią pacjenta) rękaw inicjuje skręcanie i kurczenie włókien mięśniowych serca, regulując częstotliwość jego skurczy, bez ryzyka pojawienia się zakrzepów. Zwiększa to funkcje układu krążenia osłabionego niewydolnością serca.

— W naszych badaniach wykorzystaliśmy sześć modeli zwierzęcych. Mierzyliśmy frakcję wyrzutową, a następnie dopasowywaliśmy funkcjonowanie urządzenia. Zaletą tej metody jest możliwość zmiany konstrukcji i dopasowania do postępów leczenia — dodaje Ellen Roche.

Minusem jest natomiast podrażnienie zewnętrznych tkanek serca i wielkość aparatury (ze względu na zewnętrzną pompę powietrza), która ogranicza mobilność. Ale to powinno się z czasem zmienić, przekonuje Ellen Roche.

— Badania te są bardzo istotne, ponieważ coraz więcej osób przeżywa zawał serca, a kończy z niewydolnością serca. Miękkie, zrobotyzowane urządzenia idealnie nadają się do interakcji z miękką tkanką i zapewniają pomoc, która uczestniczy w rozszerzeniu funkcji tkanki, a nawet potencjalnie mogą ją wyleczyć — mówi Ellen Roche.

…i podawanie leków

Drugim pomysłem jest urządzenie o nazwie Therepi, które ma pomóc zatrzymać negatywne zmiany pozawałowe w sercu. Urządzenie zawiera zbiornik łączący się bezpośrednio z uszkodzoną tkanką serca. Linia zapasowa spaja go z portem na skórze pacjenta lub pod nią, gdzie lek może być podany przez pacjenta lub pracownika służby zdrowia.

— Jeśli pacjent ma już pewien stopień niewydolności serca, możemy użyć tego urządzenia do złagodzenia progresji — wyjaśnia Ellen Roche.

Obecne systemy dostarczania terapii zapobiegających niewydolności serca są nieskuteczne i inwazyjne. W jednej z nich leki dostarczane są układowo, a nie bezpośrednio na miejsce uszkodzenia. Są one toksyczne i często tylko niewielka ilość dociera do uszkodzonej tkanki serca. Therepi zapewnia możliwość dopasowania indywidualnej dawki, w prawidłowej proporcji i najlepszej absorpcji w konkretnych tkankach. Zbiornik urządzenia (zbudowany z polimeru na bazie żelatyny) może zostać wszczepiony na serce w jednym zabiegu chirurgicznym i zapewnia dostosowanie do rozkurczu i skurczu. Płaskie dno tego urządzenia składa się z półprzepuszczalnej membrany, którą można regulować w celu umożliwienia przejścia większej ilości leków lub większych materiałów bezpośrednio do tkanki. W modelu stosowanym u szczurów wykazano, że skutecznie poprawia ono czynność serca po jego ataku. Optymalizując projekt i dostosowując materiały użyte do budowy zbiornika, można stosować urządzenie w szerokim zakresie chorób i problemów zdrowotnych.

— To świetny przykład na to, w jaki sposób badania intersekcyjne, dotyczące zarówno urządzeń, jak i terapii biologicznych, mogą pomóc nam znaleźć nowe sposoby leczenia chorób — podsumowuje Ellen Roche.

© ℗
Rozpowszechnianie niniejszego artykułu możliwe jest tylko i wyłącznie zgodnie z postanowieniami „Regulaminu korzystania z artykułów prasowych” i po wcześniejszym uiszczeniu należności, zgodnie z cennikiem.

Podpis: Natalia Grzebisz, bankier.pl

Być może zainteresuje Cię też:

Polecane

Inspiracje Pulsu Biznesu

Tematy

Puls Biznesu

Inne / Miękka robotyka czuje rytm serca