智能机器人心脏、机器人模仿生物形状
麻省理工学院的研究人员将生物心脏与硅胶机器人泵结合起来,创造了一个像真正的心脏一样跳动的生物机器人心脏。研究结果于1 月10 日发表在期刊《设备》 上,模拟了健康或患病心脏的结构、功能和运动,使外科医生和研究人员能够在收集实时数据的同时展示各种干预措施。
目前的心脏模拟器无法完全模拟心脏的复杂性,其保质期只有2-4小时。而且动物研究既昂贵又耗时,而且结果可能不适用于人类。仿生机器人心脏可以弥补这些遗憾,不仅成本低廉,而且保质期长达数月。
这次,研究人员将重点放在二尖瓣反流上。二尖瓣关闭不全是左心室与左心室之间的瓣膜无法正常关闭,导致心脏瓣膜渗漏,血液可能倒流的症状。这种疾病影响着全世界约2420 万人,可导致呼吸短促、四肢肿胀和心力衰竭。
为了更好地了解二尖瓣在健康和疾病中会发生什么,该团队基于猪心脏建造了一个生物机器人心脏。研究人员用空气驱动的硅胶软机器人泵系统取代了左心室的心肌。充气时,该系统会像真实的心肌一样扭曲和挤压,通过模拟循环系统泵送人造血液并模拟心脏的跳动。
当研究人员破坏生物机器人心脏的二尖瓣时,它显示出心脏瓣膜渗漏的特征。然后,研究人员让心脏外科医生使用三种不同的技术来纠正损伤:用人造腱索锚定不稳定的瓣膜小叶组织;用人工瓣膜更换损坏的瓣膜;并植入一个装置来帮助瓣膜小叶关闭。
三个手术均取得成功,压力、流量和心功能均恢复正常。该系统还在手术过程中收集实时数据,并与当前使用的成像技术兼容。由于该系统使用的人造血液是透明的,因此整个过程也可以直接可视化。
接下来,该团队的目标是通过减少生产时间并进一步延长保质期来优化当前的生物机器人心脏系统。除了使用猪心脏外,他们还在探索利用3D打印技术来重建人造人类心脏。









