Onderzoekers gebruikten 3D-printing om voor de eerste keer een zacht kunstmatig hart te creëren

Nieuwe technologie maakt de productie van verbeterde kunstmatige organen mogelijk
Zwitserse onderzoekers zijn erin geslaagd een zacht kunstmatig hart te creëren met behulp van een 3D-printer. Tot dusverre hadden bestaande kunstmatige harten veel nadelen. De nieuwe fabricagetechniek maakt het mogelijk complexe organen zoals het menselijk hart te genereren met behulp van 3-druk. Deze organen functioneren beter en lijken op echte organen van het menselijk lichaam in hun functie.

De wetenschappers van ETH Zurich zijn erin geslaagd een kunstmatig hart te produceren met behulp van een 3D-printer. Het nieuwe zachte kunstmatige hart moet zo dicht mogelijk bij het natuurlijke model komen. De artsen publiceerden de resultaten van hun studie in het tijdschrift "Artificial Organs".

Veel mensen in de wereld lijden aan problemen met hun hart. Misschien kunnen sommige van de getroffenen geholpen worden door de resultaten van het nieuwe onderzoek. Voor het eerst zijn onderzoekers erin geslaagd een zacht hart te produceren met behulp van een 3D-printer. (Afbeelding: Adiano / fotolia.com)

Wat zijn de problemen van kunstharten die tot nu toe zijn gemaakt??
Er zijn natuurlijk redenen waarom de natuur het model zou moeten zijn voor nieuwe kunstmatige harten. Bijvoorbeeld, de mechanica van de eerder gecreëerde kunstmatige harten zijn erg vatbaar voor interferentie. Bovendien hebben de eerder geproduceerde kunstmatige harten geen puls. De gevolgen voor het lichaam zijn nog steeds onduidelijk, verklaar de wetenschappers. Dus een nieuw ontwikkeld hart zou op zijn best ongeveer dezelfde grootte, vorm en functie moeten hebben als een echt menselijk hart, voegen de auteurs eraan toe. Een ander probleem met eerder vervaardigde harten is dat metaal- en kunststofmechanismen vaak moeilijk te integreren zijn in het weefsel. Bovendien kan dit zelfs leiden tot schade aan het bloedbeeld.

Zwitserse onderzoekers creëren het eerste zachte kunstmatige hart
Een klein team bij ETH, geleid door promovendus Nicholas Cohrs, heeft nu het eerste zachte kunstmatige hart gecreëerd. Het nieuwe hart heeft ook een pompmechanisme waarbij de siliconen kleppen pompen als een echt hart, zeggen de onderzoekers. Het mechanisme werkt vergelijkbaar met een echt hart. Tussen de zogenaamde ventrikels ligt een kamer die vult en leegt. Dit creëert een pompende actie die de spiercontractie van het menselijk hart simuleert, voegen de artsen toe.

Hoe wordt het kunstmatige hart gebouwd??
Het hart is gemaakt door zogenaamd 3D-printen. Deze techniek stelde wetenschappers in staat om een ​​complexe interne structuur te creëren. Hiervoor wordt zacht en flexibel materiaal gebruikt. Het hele kunstmatige hart is een individueel onderdeel, dus er zijn geen problemen met hoe verschillende interne mechanismen bij elkaar passen, leggen de auteurs uit. De enige uitzonderingen zijn bij de ingangen en uitgangen waar het bloed binnenkomt en uitgaat. Het nieuw geproduceerde hart weegt 390 gram. Het heeft een volume van 679 cc. Als een echt hart, bestaat het kunstmatige hart ook uit een rechter en een linker helft van het hart, leggen de experts verder uit.

Geproduceerd hart is tot nu toe slechts zeer kort veerkrachtig
In verschillende tests konden de artsen vaststellen dat het zachte kunstmatige hart goed werkt. Het kunstmatige hart slaagde erin met succes een vloeistof te pompen die op menselijk bloed leek. Er is echter nog steeds een probleem met het nieuwe kunstmatige hart. Tot nu toe heeft het materiaal slechts ongeveer 3000 slagen. Dit komt overeen met een looptijd van ongeveer een half tot drie kwartier, leg de auteurs uit. Na een half uur wordt het materiaal beschadigd door de belasting.

Het nieuw ontwikkelde hart Basis voor een nieuw concept
Het doel van het onderzoek was niet om een ​​hart te creëren dat direct geïmplanteerd kon worden, het ging veel meer om het denken in een compleet nieuwe richting in de ontwikkeling, zeggen de experts uit Zwitserland. De veerkracht van het materiaal en de prestaties moeten in de toekomst aanzienlijk worden verbeterd. Maar het vervaardigde hart is het bewijs dat het nieuwe productieconcept werkt, voegen de wetenschappers toe. "Als werktuigbouwkundig ingenieur, had ik nooit gedacht dat ik ooit een zacht kunstmatig hart in mijn handen zou houden," legt Anastasios Petrou uit. "Ik ben nu zo gefascineerd door dit onderzoek dat ik heel graag verder wil werken aan de ontwikkeling van kunstmatige harten," voegt de expert toe. (As)