Kegagalan jantung adalah masalah utama yang menimpa 26 juta orang di seluruh dunia. Di Amerika Syarikat sahaja, kira-kira 6.5 juta orang mengalami kegagalan jantung, dan angka itu dijangka meningkat kepada 8 juta oleh 2030, mengikut Persatuan Jantung Amerika. Apabila kegagalan jantung mencapai tahap akhir, pemindahan jantung mungkin satu-satunya rawatan yang berkesan.

Malangnya, terdapat kekurangan hati penderma. Sementara itu lebih daripada 5,000 Transplantasi jantung berlaku di seluruh dunia setiap tahun, bilangan calon pemindahan yang diluluskan dianggarkan melebihi 50,000. Lebih-lebih lagi, ramai lagi yang memerlukan hati baru Tidak dipertimbangkan dan diluluskan Sebagai calon pemindahan kerana usia lanjut, sejarah kanser, atau pra-syarat lain. Akibatnya, ramai yang menerima Alat bantu ventrikular (Pam jantung). Orang lain mati menunggu pemindahan jantung.

Oleh itu, keperluan untuk jantung buatan yang berfungsi dengan baik adalah kritikal.

Kini, penyelidik Dari ETH Zurich Makmal Bahan Fungsian Mempunyai penyelesaian yang berpotensi. Mereka mempunyai maju Hati tiruan lembut yang kelihatan, dan berdegup, seperti hati yang sebenar.

Jantung buatan lembut dibuat dari satu blok silikon, menggunakan kaedah percetakan 3D yang membolehkan penyelidik membuat struktur dalaman yang rumit.

Seperti hati manusia, ia mempunyai hak dan ventrikel kiri. Tetapi tidak seperti jantung manusia, di mana kedua-dua ventrikel dipisahkan oleh septum (dinding otot), ventrikel kanan dan kiri dalam jantung buatan lembut ini dipisahkan oleh ruang tambahan. Dewan ini meniru penguncupan otot hati manusia; ia mengisi dan menipu untuk membuat tindakan mengepam.

Pencipta hati tiruan yang lembut ini Nicholas Cohrs, Seorang pelajar doktor di Makmal Bahan Fungsian ETH, yang diketuai oleh Wendelin Stark, seorang profesor di ETH Institute for Chemical and Bioengineering dan kerusi dalam Kejuruteraan Bahan Fungsian.

Pasukan penyelidikan juga termasuk Anastasios Petrou, Seorang pelajar doktor di ETH Kumpulan Pembangunan Produk, Yang mengetuai ujian jantung tiruan yang lembut ini.

Ujian hati prototaip menunjukkan bahawa ia berfungsi dan bergerak seperti hati manusia. Ia terhad kepada 3,000 beats (kira-kira 30-45 minit) untuk sekarang, jadi ia tidak bersedia untuk implantasi.

"Ini hanya ujian kebolehlaksanaan," kata Cohrs dalam satu kenyataan.

"Matlamat kami adalah untuk tidak memberikan hati siap untuk implantasi, tetapi untuk memikirkan arah baru untuk pembangunan hati buatan."

Penyelidikan ini diterbitkan Di Artificial Organ.

Apa yang menggalakkan perkembangan jantung tiruan yang lembut?

Rangkaian Universiti (TUN) bercakap dengan Cohrs untuk mengetahui.

"Kami datang dengan idea hati yang lembut dari alam semula jadi," kata Cohrs.

"Bos saya Prof. Stark duduk bersama Prof. Volkmar Falk, kini ketua pembedahan Deutsches Herzzentrum Berlin (Pusat Jantung Jerman Berlin), dan belajar tentang pam darah buatan. "

Pam darah, malangnya, mempunyai beberapa kelemahan.

"Mereka adalah mesin yang kaku, yang memberikan aliran darah yang berterusan, yang tidak ada kena mengena dengan hati manusia asli," kata Cohrs.

"Oleh itu, terdapat banyak masalah yang berkaitan seperti hemolisis dan trombosis. Mereka berfikir tentang bagaimana mungkin untuk memberikan jantung buatan yang lebih semula jadi dan datang dengan idea hati yang lembut. Oleh itu, idea utama benar-benar berasal dari alam semulajadi, atau cara terbaik menyalin fungsi semulajadi. "

Sebaik sahaja idea itu dibayangkan, ia mengambil Cohrs dan pasukannya mengenai 1.5 tahun untuk membangunkan jantung tiruan yang lembut.

"Dengan bekerjasama dengan doktor, kami merancang jantung pada komputer menggunakan CT scan jantung manusia yang sebenar," kata Cohrs.

"Kami mencetak acuan dan mengeluarkan hati. Kesukaran adalah untuk mencari pemacu yang betul untuk hati, melekapkan injap jantung, dan sebagainya: perkara yang lebih kecil. Ujian juga mengambil lebih banyak masa daripada yang kita jangkakan. Secara keseluruhannya, mungkin 1.5 bertahun-tahun dari idea untuk menguji hati di bangku ujian. "

Sekarang prototaip telah berjaya diuji, pasukan penyelidikan akan berusaha mengoptimumkan.

"Kami perlu memperbaiki kehidupan dengan ketara dengan mencuba bahan baru dan mengoptimumkan geometri untuk mempunyai hati, yang kami yakin dapat implan," kata Cohrs.

Cohrs mendapati projek itu menarik, dan bermotivasi untuk memperbaikinya.

"Saya suka banyak projek saya, kerana saya boleh bekerja dalam pasukan interdisipliner dengan orang yang benar-benar tahu, apa yang mereka bicarakan," katanya.

"Sudah tentu ia juga sangat menggalakkan untuk bekerja pada sesuatu yang benar-benar memberi kesan kepada orang ramai dan diharapkan beberapa hari dapat memperbaiki kehidupan pesakit yang mengalami penyakit ini."