Gli scienziati hanno creato un cuore robotico vivente: ha i battiti come un cuore vero
Riesci a immaginare un cuore metà umano metà no? Un gruppo di scienziati è riuscito a renderlo realtà. Ma qual è l'obiettivo e quale funzione ha? Scopriamolo insieme.
Il cuore biorobotico batte come quello umano: a cosa serve?
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Un gruppo di ricercatori è riuscito a creare un cuore biorobotico grazie alla combinazione tra un cuore biologico e una pompa robotica in silicone. Tutto questo ha un sapore decisamente futuristico e potrebbe forse spaventare, ma gli enormi e sempre crescenti progressi in questo ambito ci condurranno a realtà sempre più incredibili. Il cuore in questione ha la capacità di battere proprio come fosse vero: il team ha posto l'attenzione su una valvola cardiaca situata sul lato sinistro del cuore, presentandone la simulazione in uno studio pubblicato.
Il simulatore in questione è in grado di riprodurre sia la struttura che il funzionamento di un cuore sano o danneggiato, imitandone i movimenti. Ellen Roche, ingegnere biomedico del Massachusetts Institute of Technology e autrice senior dello studio, ha dichiarato: "Il simulatore ha un enorme vantaggio come strumento di ricerca per coloro che studiano diverse condizioni e interventi sulle valvole cardiache. Può fungere da piattaforma di formazione chirurgica per medici, studenti di medicina e tirocinanti, consentire agli ingegneri dei dispositivi di studiare i loro nuovi progetti e persino aiutare i pazienti a comprendere meglio la propria malattia e i potenziali trattamenti."
Cuore biorobotico, lunga conservazione e studio del rigurgito mitralico
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Uno strumento che permette di affinare gli interventi di chirurgia cardiaca, dunque, oltre a offrire la possibilità di studiare più a fondo il nostro cuore e trovare nuove soluzioni per gli approcci terapeutici. Normalmente, quando vengono messi a punto nuovi metodi di intervento, questi vengono testati a lungo tramite numerose simulazioni ed esperimenti su cavie animali. I simulatori cardiaci disponibili fino a questo momento, però, presentano diverse limitazioni, a cominciare dalla durata di conservazione, che è di sole due-quattro ore. Inoltre, le applicazioni in laboratorio necessitano di tempistiche molto lunghe, sono dispendiose e non sempre gli approcci che si rivelano di successo sugli animali sono altrettanto adatti per gli esseri umani.
Con il cuore biorobotico, questi ostacoli vengono superati: la sua durata, infatti, è di diversi mesi, e non di poche ore come le soluzioni sviluppate in precedenza, ammortizzando di molto i costi e garantendo tempistiche più longeve di sperimentazione. Gli scienziati hanno rivolto l'attenzione su un disturbo in particolare: si tratta del rigurgito mitralico, condizione per cui la valvola situata tra le camere cardiache di sinistra non si chiude in modo corretto. La conseguenza è che, durante la contrazione ventricolare, il sangue fluisce all'indietro, come appunto in un rigurgito, tramite la valvola mitrale. Questo problema riguarda circa 24 milioni di persone a livello globale e può portare a conseguenze molto serie, tra cui gonfiore di braccia o gambe, mancanza di respiro e insufficienza cardiaca.
La valvola mitrale presenta una struttura molto intricata e complessa, che rende le operazioni chirurgiche estremamente delicate e difficili, per questo motivo la ricerca di nuovi metodi di intervento sono necessarie.
Nuove procedure chirurgiche grazie al simulatore biorobotico: prossimi step
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Per realizzare il cuore biorobotico volto a studiare la valvola mitrale sia in condizioni sane che non, il team di scienziati ha utilizzato il cuore di un maiale, la cui valvola viene spesso impiegata per sostituire quella umana danneggiata. La camera sinistra dell'organo è stata sostituita con un sistema di pompa robotica in silicone azionata ad aria. Nel momento in cui viene gonfiata, la pompa comprime il cuore riproducendo i naturali movimenti del muscolo cardiaco, mentre il sangue artificiale viene pompato attraverso un sistema di circolazione costruito. Insomma, il battito del cuore umano viene perfettamente riprodotto in modo artificiale e, a questo punto, è stato possibile passare alla fase successiva: lo studio della mitrale in stato di malattia.
Dopo aver procurato un danno alla parte interessata, il cuore biorobotico si è comportato come ogni altro cuore che presenta una valvola mitrale problematica. A questo punto, gli scienziati hanno invitato i cardiochirurghi a intervenire sul danno procedendo con tre diversi metodi: richiudere il tessuto della valvola utilizzando delle corde artificiali, trapiantare una valvola protesica di sostituzione e ricorrere a all'impianto di un dispositivo per aiutare la chiusura della valvola. In tutti e tre i casi, gli approcci si sono rivelati efficaci, ripristinando il corretto funzionamento cardiaco. Questo ha permesso anche agli scienziati di ottenere dati in tempo reale durante le operazioni chirurgiche. Il sangue artificiale è trasparente e consente di monitorare ogni passaggio dell'intera procedura, cosa che nel corpo umano non è possibile.
Il prossimo step è quello di migliorare ulteriormente il simulatore biorobotico, dilatando ancora di più i tempi di conservazione, riducendo quelli di produzione, e ricorrendo alla stampa 3D per la riproduzione di un cuore umano sintetico, rinunciando a quello di maiale. Che ne pensi di questo nuovo risultato della scienza?
