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一款与人类心脏几乎无异的人造心脏现已进入测试阶段

MEMS  · 公众号  ·  · 2017-08-07 00:00

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据麦姆斯咨询报道,来自瑞士联邦理工学院(ETH)功能材料实验室的研究人员开发了一款跳动起来与人类心脏几乎无异的硅心脏。研究人员与苏黎世产品开发集团(Product Development Group Zurich)的同事们合作,共同测试了这款硅心脏的运作情况。

它看起来仿佛一颗真的心脏,这是研究人员定下的首颗完全柔软人造心脏的目标:尽可能模仿心脏的自然模式。硅心脏由该团队博士生Nicholas Cohrs开发,他的导师是瑞士联邦理工学院功能材料工程系的教授Wendelin Stark。为什么要将模型做得自然,原因是显而易见的。目前使用的血泵有诸多缺点:当患者缺乏生理脉搏时,它们的机械部件容易引发并发症,研究人员认为这将对患者产生一些不好的后果。



Cohrs表示,“因此,我们的目标就是开发一款与患者本身尺寸大致相同,并且在形式和功能上尽可能模仿人类心脏的人造心脏。”一颗运行良好的人造心脏有其真正必要性,全球有约2600万人遭受着心力衰竭的痛苦,而供体心脏却远远短缺。人造血泵有助于弥补中间的等待时间,直到患者接收到供体心脏或自身心脏得到恢复。

柔软的人造心脏采用了3D打印和失蜡浇铸技术,由硅胶制作而成,它的重量为390克,体积为679立方厘米。Cohrs阐述道,“它是一种具有复杂内部结构的整块硅胶。”人造心脏有左右心室,就像一颗真正的人类心脏,虽然它们没有被隔膜隔开,但是有一个额外的心房。这个心房靠加压空气收缩和舒张,并且需要从血室泵送流体,以此来替代人类心脏的肌肉收缩功能。

思考新的发展方向

苏黎世产品开发集团的博士生Anastasios Petrou(他的导师是Mirko Meboldt教授)评估了这颗柔软人造心脏的性能。这位年轻的研究学者将其实验结果发表在了科学杂志《人造器官》(Artificial Organs)上。

研究学者证明了从根本而言,柔软的人造心脏的运作和移动与人类心脏相似。然而,目前还有遗留问题,它目前只能持续约3000次跳动,也就维持人体30分钟到45分钟的生命。此后,该材料也无法承受应变。Cohrs解释道,“这只是一个可行性测试,我们的目标并不仅仅是一颗可植入的心脏,而是带动思考人造心脏发展的新方向。”当然,材料的拉伸强度和性能也必须得到显著提高。








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