心脏衰竭患者的新救星,竟然是个软体机器人

科学家发明了一种柔性套筒机器人,它能让衰弱和受损的心脏继续跳动,还能挽救通常需要数月,甚至一年多才能等来新器官进行移植的病人。这个可定制的硅胶机器人会套住受损的心脏,根据心跳的频率同步转动、压缩。近期的动物实验表明,该装置能让彻底衰竭的动物心脏恢复到接近完全健康的状态。

研究小组成员之一,爱尔兰国立高威大学(the National University of Ireland Galway)的艾伦·洛奇(Ellen Roche)表示:“由于心脏衰竭患者越来越多,目前该研究可谓意义重大。柔性机器人装置非常适合与软组织相互作用,增强其功能,甚至还有治疗及治愈软组织的潜力。”

光是在美国,每年就有近100万新增的心脏衰竭患者,现在你知道心脏衰竭有多普遍了吧。如果你不幸需要一颗新的心脏,那至少要等待半年。在等待器官移植的漫长过程中,有很多不同类型的装置能帮助患者维持生命,但效果并不理想。目前最常用的是心室辅助装置(VADs),但这种装置有很多风险。患者需要担心凝血问题,也就是说他们必须服用稀释血液的药物,而这种药物又会带来新的风险。患者还得小心感染和装置发生故障,而且心室辅助装置可能造成心室比例失调,再次导致心脏衰竭。

为了降低出血和凝血的风险,洛奇和研究小组成员发明的柔性套筒机器人不会干扰血液流动,而是通过包住心脏来增强心跳的力度。这个轻便硅胶机器人的设计模仿了心脏外层肌肉,因此每个人都能根据自己的心脏状况进行定制。如果你的心脏左侧比较脆弱,该装置就会给左侧提供更多支持。装置中有一个部分会根据心跳频率帮助心脏收缩和舒张,和装置绑定在一起的体外泵负责用空气给这部分供能。

目前该装置还未进行人体试验,所以它能否防止感染和故障还是个未知数,让我们拭目以待吧。但在六只猪身上的试验中,该装置十分有效。梅根·罗森(Meghan Rosen)在给科学新闻网(Science News)的报道中写道,心力衰竭的猪心脏每分钟的射血量降至1升,仅为健康猪的一半。而植入这个套筒机器人后,其心脏每分钟的射血量恢复至刚好超过2.5升,相当于健康水平。

据估计,有15%~20%的患者在等待器官移植的过程中死去,我们需要更有效的方法来延续他们的生命,希望柔性套筒机器人等设备能完成这个任务。

蝌蚪五线谱编译自sciencealert,译者 夏夜夜夜,转载须授权