Imprimen en 3D corazones robóticos personalizados que bombean la sangre como los reales

Publicado:

24 de febrero de 2023 06:16 GMT

Los científicos creen que las replicaciones específicas del paciente podrían ayudar a desarrollar e identificar tratamientos ideales para personas con geometrías cardíacas únicas y desafiantes.

Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), EE. UU., han desarrollado un procedimiento para imprimir en 3D réplicas blandas, flexibles y personalizadas de corazones humanos. La capacidad individual de bombeo de sangre podría imitarse con este corazón robótico blando hecho a medida. Debido a que el tamaño, la forma y el latido del corazón pueden variar de persona a persona, los investigadores esperan ayudar a los médicos a adaptar los tratamientos a la forma y función específicas del corazón de cada paciente individual, informaron el miércoles.

procedimiento de impresión

Los ingenieros convierten las imágenes médicas del corazón de un paciente en un modelo informático tridimensional. Usando esta información, pueden imprimir en 3D una cubierta de polímero suave y flexible con la forma exacta del corazón de una persona. Con este mismo procedimiento imprimían la arteria aorta del individuo.

imitar el trabajo del corazón

Para imitar la acción de bombeo del corazón, el equipo diseñó un sistema neumático con mangas que envuelven el corazón y la aorta impresos. Al ajustar el flujo de aire, logran inflar rítmicamente el sistema y contraer el corazón.. También pueden constreñir la aorta impresa para imitar la estenosis aórtica (estrechamiento de la válvula aórtica), lo que hace que el corazón trabaje más para impulsar la sangre a través del cuerpo. Los cardiólogos tratan la estenosis aórtica implantando quirúrgicamente una válvula sintética diseñada para ensanchar la válvula natural de la aorta.

Corazones exclusivos que están impresos y bombeados

“Todos los corazones son diferentes”, dice Luca Rosalía, del MIT, autor principal del estudio. “Hay grandes variaciones, especialmente cuando los pacientes están enfermos.. La ventaja de nuestro sistema es que podemos recrear no solo la forma del corazón de un paciente, sino también su función tanto en la fisiología como en la enfermedad”, enfatizó. Los resultados del equipo se publicaron el miércoles en Science Robotics.

“Hay mucho interés en el campo de la medicina en el uso de la tecnología de impresión 3D para recrear con precisión la anatomía de un paciente para su uso en la planificación y capacitación previas al procedimiento”, dice Sophie Wang, cirujana vascular del Centro Médico. Beth Israel Deaconess, en Boston, EE.UU.Poder hacer coincidir los flujos y las presiones de los pacientes fue muy alentador.“, dijo Ellen Roche, jefa del equipo de desarrollo. “No solo estamos imprimiendo la anatomía del corazón, sino también replicando su mecánica y fisiología. Esa es la parte que nos emociona”, agregó.

Los médicos podrían potencialmente usar su nuevo procedimiento para imprimir primero el corazón y la aorta de un paciente, luego implantar una variedad de válvulas en el modelo impreso para ver qué diseño resulta en la mejor función y ajuste para ese paciente en particular. La industria de dispositivos médicos y los laboratorios también podrían usar réplicas del corazón. como plataformas realistas para probar terapias para varios tipos de enfermedades del corazón.

“Los pacientes obtendrían sus imágenes, lo que hacen de todos modos, y usaríamos eso para hacer que este sistema sea ideal”, dice el coautor Christopher Nguyen, de la Clínica Cleveland, EE. UU. “Una vez que esté en funcionamiento, los médicos podrían probar diferentes tipos y tamaños de válvulas y ver cuál funciona mejory luego usar eso para implantar”. Roche argumenta que las replicaciones específicas de pacientes podrían ayudar a desarrollar e identificar tratamientos ideales para personas con geometrías cardíacas únicas y desafiantes.