U radu objavljenom 1. juna u Nature Communications predstavljen je meki robotski model srca koji dinamički menja krutost kako bi imitirao HFpEF — oblik srčane insuficijencije kod kojeg je relaksacija i punjenje komore narušeno. Model koristi silikonsku repliku leve komore obloženu veštačkim mišićnim vlaknima koja mere pritisak i automatski prilagođavaju kontrakcije. Cilj je da se reprodukuju različiti stadijumi bolesti i ubrza razvoj uređaja i terapija koje ciljano zaustavljaju progresiju HFpEF.
Meko robotsko srce koje menja krutost pomaže u proučavanju misterioznog HFpEF stanja
The silicone-based soft robotic heart uses artificial muscles to recreate different stages of heart failure. | Credit: Courtesy of Thanh Nho Do
Naučnici su razvili inovativni meki robotski model srca koji može dinamički da menja svoju krutost kako bi verodostojnije imitirao stanje poznato kao srčana insuficijencija sa očuvanom ejekcijom (HFpEF). Rad o uređaju objavljen je 1. juna u časopisu Nature Communications.
Zašto je HFpEF izazov za istraživače
HFpEF je oblik srčane insuficijencije u kojem srce izbacuje normalnu količinu krvi, ali je previše kruto da bi se između otkucaja pravilno opustilo i napunilo. Preko 3 miliona Amerikanaca ima ovo stanje, a njegova tačna patofiziologija nije potpuno razjašnjena, što otežava razvoj terapija koje ciljano deluju na ukočenost srčane muskulature.
Kako radi novi model
Istraživači su izradili silikonsku repliku leve strane srca i obložili je veštačkim mišićnim vlaknima napravljenim od gumenih creva ojačanih opružnim spiralama. Model kontinuirano meri pritisak tečnosti koja prolazi kroz njega i automatski prilagođava kontrakciju svojih veštačkih mišića. Na taj način se može precizno podešavati otpornost vlakana pri punjenju komore i simulirati različiti nivoi krutosti koji se vide kod HFpEF.
„HFpEF je notorno težak za proučavanje i lečenje“, rekao je koautor studije Thanh Nho Do, biomedicinski inženjer i vanredni profesor na University of New South Wales.
Prednosti i ograničenja
Tradicionalni laboratorijski modeli, poput rigidnih sistema za simulaciju cirkulacije, ne oponašaju fizičku dinamiku kucajućeg srca, dok su studije na životinjama skuplje i ne moraju u potpunosti reflektovati ljudsku bolest. Novi robotski model kombinuje fizičku sličnost sa sposobnošću adaptivne povratne sprege, omogućavajući simulaciju različitih stadijuma bolesti — od prvih znakova poremećene relaksacije do veoma krutih, naprednih oblika HFpEF.
Klinički kontekst i budućnost
Trenutni pristupi lečenju HFpEF uglavnom su usmereni na kontrolu simptoma i pridruženih bolesti kao što su visok krvni pritisak, gojaznost i dijabetes. Lekovi iz klase SGLT2 inhibitora smanjuju rizik od hospitalizacije delovanjem na zadržavanje tečnosti, ali direktnih terapija za smanjenje ukočenosti miokarda je malo. Istraživači naglašavaju da je ovaj robotski model još uvek rani dokaz koncepta, ali veruju da može doprineti razumevanju mehanizama HFpEF i razvoju medicinskih uređaja koji ciljaju progresiju bolesti, a ne samo posledice.
Zaključak: Meki robotski model predstavlja obećavajući alat za istraživanja HFpEF — omogućava dinamičku simulaciju krutosti srca i može pomoći u testiranju novih uređaja i terapija, iako su potrebna dalja usavršavanja i komplementarna klinička istraživanja.
Pomozite nam da budemo bolji.
