Gli ingegneri possono realizzare un cuore stampato in 3D dell’omonimo organo umano, progettate su misura, che svolgono le medesime funzioni.
Un cuore stampato in 3D, dalle funzioni robotiche, che può svolgere le stesse funzioni del cuore del paziente che è stato replicato. Un grande passo in avanti, in campo tecnologico, da parte degli studiosi del MIT.
Cuore stampato in 3D per studiare malattie cardiache
La tecnologia fa sempre più passi da gigante. L’obiettivo della realizzazione di un cuore stampato in 3D è quello di fornire modelli realistici in modo che medici, ricercatori e produttori di dispositivi medici possano utilizzarli per testare terapie per diversi tipi di malattie cardiache, come ha ha affermato Ellen Roche, professoressa di ingegneria meccanica al MIT il cui laboratorio ha contribuito a sviluppare queste repliche cardiache.
“Nei pazienti con insufficienza cardiaca, hanno un’anatomia molto diversa“, ha detto. Ogni cuore è unico e c’è ancora più variazione per i pazienti con insufficienza cardiaca.
Il processo di creazione di una replica personalizzata inizia con l’acquisizione di immagini mediche dettagliate del cuore di un individuo. Quelle immagini vengono poi convertite in un modello, che viene inviato a una stampante 3D che produce un guscio morbido e flessibile.
Il team di Roche aggiunge – quindi – manicotti, simili ai polsini per la pressione sanguigna, che possono essere gonfiati e sgonfiati per imitare la contrazione del cuore. I risultati sono stati pubblicati su Science Robotics.
Come funziona il cuore robotico
“La nostra manica cardiaca può ricreare la funzione dei pazienti in modo più accurato rispetto alle attuali pompe, che di solito sono rigide e ingombranti“, ha affermato Luca Rosalia, studente laureato del MIT-Harvard Program in Health Sciences and Technology che ha contribuito a sviluppare questo robot cuore.
Un giorno, i medici potrebbero utilizzare questo tipo di cuore robotico per i pazienti con stenosi aortica, una condizione in cui la valvola aortica si restringe e, quindi, costringe il cuore a lavorare di più per pompare il sangue in tutto il corpo, secondo Rosalia e Roche.
Questa condizione colpisce 1,5 milioni di persone negli Stati Uniti. Di solito, la stenosi aortica viene trattata impiantando chirurgicamente una valvola sintetica.
Questi ricercatori immaginano un futuro in cui i medici potrebbero prima creare una replica del cuore di un paziente per testare le diverse opzioni di valvola per vedere quale funziona meglio per quel particolare paziente prima di impiantarla.
“Fino a questo punto, le tecnologie di stampa 3D hanno lasciato un po’ a desiderare“, ha affermato Jon Passeri, direttore delle operazioni cliniche per il laboratorio di ecocardiografia del Mass General Hospital.
“È molto difficile replicare la flessibilità dei diversi tessuti coinvolti e la calcificazione che si verifica sulla valvola in modo estremamente accurato“.
Cosa riserva il futuro?
Passeri, che non è stato coinvolto nella ricerca sulla replica del cuore in 3D, ha definito la nuova tecnologia “affascinante“.
“È più preciso, può essere prodotto – sembra – un po’ più rapidamente e questo lo rende attraente per l’uso clinico“, ha detto Passeri. Tuttavia, ha avvertito, “probabilmente ci vorrà del tempo” prima che questi modelli vengano utilizzati in ambito clinico. Su questo è d’accordo anche Rosalia.
Anche se questi cuori robotici potrebbero essere utilizzati nell’industria dei dispositivi medici e nei laboratori entro pochi anni, la sua ipotesi è che non saranno utilizzati nella cura diretta del paziente per almeno 5-10 anni.
“Affinché il sistema venga utilizzato nella clinica, [il cuore replica, ndr] dovrebbe essere fabbricato, costruito e testato entro 24 o 36 ore. E quindi ci sono ancora progressi da fare nella tecnologia di stampa 3D”, ha detto Rosalia.
