Batte, grazie alla stampa 3D, il primo cuore artificiale morbido.

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Gli scienziati del Politecnico Federale di Zurigo (ETH Zürich), hanno realizzato, grazie alla stampa 3D, un cuore artificiale morbido che potrebbe rivoluzionare il sistema di trapianto cardiaco.

Un cuore artificiale ben funzionante è una necessità reale, sostengono i ricercatori: circa 26 milioni di persone in tutto il mondo soffrono di insufficienza cardiaca, ma la richiesta di trapianto non riesce ad essere compensata dal numero di cuori di donatori. Molto spesso, i cuori artificiali vengono utilizzati come “stopgap”, ossia come soluzioni temporanee di emergenza, quando un paziente sta aspettando un trapianto di cuore. Alcuni cuori artificiali vengono impiantati in modo permanente, ma le pompe sanguigne dure e meccaniche possono produrre complicazioni, che verrebbero invece evitate con l’utilizzo di un materiale “morbido”.

Alla ricerca di una soluzione innovativa e più funzionale, gli scienziati dell’ETH hanno sviluppato il primo cuore artificiale al mondo completamente morbido, stampato in 3D e realizzato in silicone, che somiglia molto, nella forma, nelle dimensioni e nel modo di funzionare, al cuore umano.

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Sembra un cuore “vero”: proprio come un cuore umano, anche questo cuore artificiale ha un ventricolo destro e un ventricolo sinistro, separati però non da un setto, ma da una camera aggiuntiva. Questa camera agisce come il nostro muscolo cardiaco, azionando il sistema di pompaggio del sangue. In questa cavità aggiuntiva, infatti, è presente un sistema di gonfiaggio/sgonfiaggio di aria pressurizzata, che consente di pompare il sangue, sostituendo così la contrazione muscolare del cuore umano.

Per testare il loro cuore siliconico, i ricercatori hanno utilizzato un fluido che presenta una viscosità comparabile a quella del sangue umano. Il cuore artificiale morbido pesa 390 grammi e ha un volume di 679 centimetri cubici.

«Attualmente, il nostro sistema è probabilmente uno dei migliori al mondo», ha commentato Anastasios Petrou, uno studente di dottorato del Politecnico. Tuttavia, il cuore siliconico ha una capacità di resistenza di circa 3000 battiti, equivalenti a un tempo di vita pari a 30-40 minuti. Gli scienziati però sono ottimisti.

«Il nostro obiettivo è quello di sviluppare un cuore artificiale che imita il cuore umano quanto più possibile in forma e funzione», ha commentato Nicholas Cohrs, uno studente di dottorato nel gruppo di ricerca di ETH Zurigo guidato dal professor Wendelin Stark.

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«Questo era semplicemente un test di fattibilità», ha detto Cohrs. «Il nostro obiettivo non era quello di presentare un cuore pronto all’impianto, ma pensare ad una nuova direzione per lo sviluppo dei cuori artificiali».

La ricerca del cuore artificiale, che è stata pubblicata nella rivista Artificial Organs, potrebbe essere utilizzata per sviluppare cuori artificiali più sicuri e biocompatibili, sfruttando il potere della stampa 3D per creare repliche altamente avanzate di uno dei nostri organi vitali.

Lavorando in questa direzione, Cohrs e Petrou hanno presentato la loro ricerca al Zurich Heart Project, una cooperazione multidisciplinare e inter-istituzionale tra l’Università degli Studi di Zurigo (UZH), l’Università ospedaliera di Zurigo (USZ), il German Heart Institute di Berlino e l’ETH Zurigo. Nato con lo scopo di sviluppare nuove tecnologie per la creazione di dispositivi cardiaci, questo progetto riunisce 20 gruppi di ricerca di varie discipline. Parte della ricerca si concentra sulla ricerca di migliorie alle pompe sanguigne artificiali già in uso, al fine di ridurre i danni indotti dall’utilizzo di parti meccaniche, mentre altri studi esplorano le potenzialità dell’utilizzo di membrane elastiche o superfici biocompatibili.

Nell’ambito di questo progetto gli scienziati hanno sviluppato un ambiente di prova per  testare il funzionamento del cuore siliconico. Eccolo mentre batte:

La ricerca del cuore è un compito appetibile, e Cohrs e Petrou vorrebbero entrambi rimanere in questo campo di ricerca. «Come ingegnere meccanico, non avrei mai pensato di stringere un cuore morbido nelle mie mani. Sono così affascinato da questa ricerca che mi piacerebbe continuare a lavorare allo sviluppo di cuori artificiali », dice Petrou.

 Fonte: 3ders.org

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