Laut einer neuen Studie könnte ein weiches, becherförmiges Robotergerät, das das Herz umarmt, es sanft zusammendrücken, um bei Patienten mit geschwächtem Herzen das Pumpen von Blut zu unterstützen.
Das experimentelle Gerät wurde entwickelt, um Menschen mit Herzinsuffizienz zu helfen, einer schwerwiegenden Erkrankung, bei der das Herz nicht so gut pumpt, wie es sollte. Laut der American Heart Association sind in den USA derzeit etwa 5,7 Millionen Menschen von Herzinsuffizienz betroffen, was die Nation jedes Jahr schätzungsweise 30,7 Milliarden US-Dollar kostet.
Derzeit besteht eine wichtige Möglichkeit, wie Ärzte das Leben von Menschen mit schwerer Herzinsuffizienz verlängern, darin, Geräte zu verwenden, die als ventrikuläre Hilfsmittel bezeichnet werden. Zu diesen Geräten gehört eine mechanische Pumpe, die in den Bauch implantiert oder außerhalb getragen wird und über mehrere Schläuche mit dem Herzen verbunden ist. Die Geräte helfen, das Blut zu zirkulieren, aber da sie in direktem Kontakt mit dem Blut stehen, können sie Blutgerinnsel verursachen, die wiederum potenziell tödliche oder lähmende Schlaganfälle auslösen können. Aufgrund dieser Gefahr müssen Patienten mit ventrikulären Hilfsmitteln blutverdünnende Antikoagulanzien einnehmen, die Blutungsprobleme verursachen können.
Das neue implantierbare Gerät passt wie eine Hülse um das Herz. Als solches kommt es nie mit dem Blut in Kontakt, wodurch die Anzahl der Komplikationen, die es darstellen könnte, verringert wird, sagten die Forscher in der Studie.
Das Gerät besteht aus elastischem Silikon, das die Flexibilität des natürlichen Herzmuskels nachahmt. Das Implantat kann wie ein Ballon mit Luft gefüllt werden. Durch Druckbeaufschlagung des Geräts wird es versteift, während durch Verringern des Luftdrucks entspannt wird. Das Implantat verfügt auch über Sensoren, die den Druck des Geräts messen, erklärten die Forscher.
Der dünne Ärmel wird mit einer Absaugvorrichtung und Stichen am Herzen befestigt. Eine Gelschnittstelle reduziert die Reibung zwischen dem Gerät und dem Herzen. Das Implantat ist an eine externe Pumpe gebunden, die Luft verwendet, um das Implantat unter Druck zu setzen, sagten die Forscher.
Das Implantat wurde durch die jüngsten Fortschritte auf dem neuen Gebiet der weichen Robotik ermöglicht. Während herkömmliche Roboter in der Regel starr sind, entwickeln Forscher zunehmend Roboter aus weicheren Materialien wie elastischem Kunststoff und Gummi, die sich besser für empfindliche Interaktionen mit Menschen eignen.
In Experimenten an Schweinen fanden die Forscher heraus, dass ihr weicher Roboter bei sechs lebenden weiblichen Schweinen, deren Herzen stehen geblieben waren, den normalen Blutfluss wiederherstellen konnte.
"Diese Studie ist eine Demonstration des Potenzials implantierbarer Soft-Robot-Geräte zur Reparatur oder Wiederherstellung der Organfunktion", sagte Conor Walsh, Co-Senior-Autor der Studie, ein Soft-Robotiker an der Harvard University, gegenüber Live Science.
Die Wissenschaftler konnten das Gerät so anpassen, dass es hauptsächlich die rechte oder linke Seite des Herzens drückt. Dies ist der Schlüssel, da Herzinsuffizienz oft nur einen Teil des Herzens betrifft.
Zukünftige Forschungen könnten herausfinden, wie das neue Gerät am besten am Herzen befestigt werden kann, um es für eine längerfristige Implantation in den Körper besser geeignet zu machen, so die Forscher. Langzeitstudien an Tieren sind auch erforderlich, um festzustellen, wie lange das Gerät hält und ob es zu unvorhergesehenen Komplikationen führen kann.
Die Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse online am 18. Januar in der Zeitschrift Science Translational Medicine veröffentlicht.
Originalgeschichte über Live Science.
