Een op maat gemaakt menselijk hart dat functioneert en eruitziet als het hart van een specifieke patiënt, kan nu door ingenieurs in 3D worden geprint.
Volgens MIT Mechanical Engineering is het hun missie om realistische modellen te ontwikkelen die artsen, wetenschappers en producenten van medische apparatuur kunnen gebruiken om verschillende behandelingen voor hartziekten te testen. De hartreplica's zijn ontwikkeld in het laboratorium van Roach.
"De anatomie is wezenlijk anders bij patiënten met hartfalen," zei ze. Elk hart is anders en patiënten met hartfalen vormen hierop geen uitzondering.
Er worden gedetailleerde medische foto's van iemands hart genomen om het proces van het maken van een gepersonaliseerde hartreplica te starten. Om een zacht, flexibel omhulsel te produceren, werden deze foto's vervolgens omgezet in computermodellen en naar een 3D-printer gestuurd. Vervolgens bevestigde het team van Roche mouwen die kunnen worden opgeblazen en leeggelopen om de samentrekking van het hart te simuleren, net als bloeddrukmanchetten. De resultaten zijn vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Science Robotics.
Terwijl conventionele pompen vaak inflexibel en omvangrijk zijn, "kan onze harthuls de functie van een patiënt nauwkeuriger nabootsen", zegt Luca Rosalia, een promovendus in het MIT-Harvard Health Sciences and Technology Program die aan het robothart werkte.
Volgens Rosalia en Roche zou aortastenose, waardoor het hart harder moet werken om bloed door het lichaam te laten circuleren, op een dag door medische professionals met dit soort robothart kunnen worden behandeld. In de Verenigde Staten treft de ziekte 1,5 miljoen mensen. Een synthetische klep wordt meestal geïmplanteerd na een operatie om aortastenose te behandelen. Deze onderzoekers stellen zich een tijd voor waarin medische professionals eerst een exacte replica van het hart van een patiënt konden bouwen, verschillende klepopties konden testen om te bepalen welke het beste is voor een bepaalde patiënt, en deze vervolgens implanteren.
Volgens Jon Passeri, hoofd klinische operaties in het echocardiografielaboratorium van het Massachusetts General Hospital, "heeft de 3D-printtechnologie tot nu toe bepaalde gaten achtergelaten." "De elasticiteit van de vele betrokken weefsels en de verkalking die zich op de klep ontwikkelt, zijn erg moeilijk om op een zeer exacte manier na te bootsen."
Passali noemde de nieuwe technologie "fascinerend", ondanks dat hij niet betrokken was bij de studie van 3D-hartreplica's.
Het is nauwkeuriger en lijkt sneller te worden gemaakt, waardoor het volgens Passali aantrekkelijk wordt voor klinische toepassingen. Wel waarschuwde hij dat voordat deze modellen in een klinische context worden toegepast, "het even kan duren".
Hij denkt dat het zeker vijf tot tien jaar zal duren voordat deze robotharten worden gebruikt om patiënten rechtstreeks te behandelen, terwijl ze de komende jaren mogelijk worden gebruikt in de medische hulpmiddelensector en in laboratoria.
"Het replicahart moet binnen 24 of 36 uur worden ontwikkeld, geconstrueerd en getest om het systeem therapeutisch te kunnen gebruiken. Als gevolg daarvan evolueert de 3D-printtechnologie voortdurend."