ساخت قلب مصنوعی با عملکردی شبیه قلب واقعی

دانشمندان موفق شده اند یک قلب مصنوعی نرم و از جنس سیلیکون را با فناوری چاپ سه بعدی بسازند. این قلب، تقریبا مثل قلب انسان می تپد و ما را یک گام دیگر به تعویض قلب های آسیب دیده انسان بدون نیاز به پیوند، نزدیک می کند.

گویا آی تی – حدود ۲۶ میلیون نفر در سراسر جهان از نارسایی قلبی رنج می برند و از طرف دیگر، با کمبود شدید اهدا کننده در سراسر جهان مواجهیم. به همین دلیل، توانایی ساخت قلب های مصنوعی سفارشی ، یک راه حل ارزشمند برای این مشکل چندین ساله خواهد بود.
تیم سازنده این قلب مصنوعی، از دانشگاه ETH زوریخ سوئیس، می گوید نمونه اولیه این قلب می تواند قبل از آنکه موادش از هم پاشیده شود، به مدت نیم ساعت به شکل طبیعی تپش داشته باشد. محققان سخت در تلاش اند تا عملکرد این اختراع جدید خود را بهبود بخشند.
یکی از اعضای این تیم تحقیقاتی، نیکولاس کورس، می گوید: “هدف ما ساخت یک قلب مصنوعی است که تقریبا به اندازه قلب خود بیمار باشد و تا حد امکان از از فرم و عملکرد قلب واقعی تقلید کند”.

این قلب سیلیکونی، درست مثل قلب واقعی انسان، دارای بطن چپ و راست است. یک حفره اضافه هم دارد که به عنوان موتور قلب عمل کرده و پمپ خارجی را به کار می اندازد.
مکانیزم عملکرد این قلب به این صورت است که این حفره سوم، از هوای فشرده پر و خالی شود و به این ترتیب، خون در بطن ها حرکت کند. در انجام آزمایش های مختلف روی این قلب مصنوعی، از مایعی با ویسکوزیته (گرانروی) مشابه خون استفاده شد.

این قلب مصنوعی، ۳۹۰ گرم وزن (۱۳٫۸ اونس) و ۶۷۹ سانتی متر مکعب حجم دارد (۴۱ اینچ مکعب) و کمی سنگین تر از قلب واقعی انسان با همین اندازه، می باشد. محققان امیدوارند این نمونه مصنوعی، در نهایت جایگزین پمپ های مکانیکی شود. آن پمپ ها همیشه یا در معرض خطر شکستگی یا عوارضی را در بدن ایجاد می کنند.
در حال حاضر، این پمپ های مکانیکی برای افرادی که نارسایی قلبی آنها بهبود یافته یا منتظر دریافت قلب اهدایی هستند، به کار می روند.
هر قلب سیلیکونی، فقط تا ۳ هزار تپش کار می کند. به همین دلیل، قدرت مواد سازنده و عملکرد این قلب باید به شکل قابل توجهی افزایش یابد. اما باز هم ساخت یک قلب مصنوعی نرم مثل یک قلب واقعی، آن هم با فناروی چاپ سه بعدی، یک شروع فوق العاده است.

کورس می گوید: “این فقط یک آزمایش بود که امکان پذیر بودن ساخت این گونه قلب ها را بررسی می کرد. هدف ما این نبود که قلبی را آمادگی کامل برای پیوند ارائه دهیم. بلکه می خواستیم از زاویه دیگری به ساخت قلب های مصنوعی نگاه کنیم”.
حتی اگر نتوانیم نمونه ای که با چاپ سه بعدی ساخته شده را به طول کامل جایگزین قلب واقعی انسان کنیم، باز هم این امید هست که بتوانیم با این فناوری بافت های آسیب دیده قلب را بازسازی نماییم. در ماه گذشته، دانشمندان توضیح دادند که برنامه ریزی ژنتیکی در یک ماهی دریایی، چگونه می تواند قفل شناخت سلول های بنیادی انسان برای ساخت بافت قلب را باز کند.

در عین حال، در اوایل سال جاری یک تیم تحقیقاتی از موسسه پلی تکنیک ورچستر (WPI) از برگ های اسفناج برای تولید بافت قلب استفاده کرد. آنها نمونه قلب مصنوعی خود را با رگ هایی که می توانستند خون را حمل کنند تکمیل نمودند.
ما هنوز راه زیادی تا ساخت یک جایگزین کامل برای قلب انسان یا رشد مجدد آن در پیش داریم. اما اینکه هر روز یک گام به این هدف نزدیکتر می شویم، واقعا هیجان انگیز است.
نتایج این تحقیق در نشریه Artificial Organs منتشر شده است.