Учёные создали бьющееся сердце на 3D-принтере для тренировки хирургов
Исследователям удалось создать трёхмерную печатную модель сердца, способную имитировать сложные движения левых отделов человеческого органа, что открывает новые возможности для отработки хирургических вмешательств.
Сердечно-сосудистые заболевания остаются одной из главных причин смертности в мире, и, хотя малоинвазивные процедуры улучшили качество помощи, сложная анатомия и постоянное движение сердца требуют тщательной практической подготовки для снижения числа врачебных ошибок.
В отличие от прежних динамических моделей, которые либо использовали ткани животных, что вызывало этические вопросы, либо не могли в полной мере воспроизвести механику сокращений, новая разработка применяет технологии мягкой 3D-печати. Созданная модель включает предсердие, желудочек и митральный клапан, а для анатомической достоверности в ней напечатаны структуры, напоминающие сухожильные хорды — так называемые «струны сердца», поддерживающие работу клапана.
Ключевой инновацией стали встроенные в стенки мышц мягкие роботизированные приводы Маккибена, которые сокращаются, копируя движение желудочка и естественную работу митрального клапана. Для обеспечения обратной связи в процессе использования разработчики оснастили модель гибкими датчиками давления, отслеживающими его изменения и позволяющими изучать потоки крови.
По словам , сочетание мягкой робототехники и 3D-печати даёт синтетическую альтернативу, позволяющую избежать этических проблем, связанных с опытами на животных, и одновременно сохранить необходимый для обучения физический реализм. Модель предназначена для отработки процедуры коррекции клапана по типу «край-в-край», применяемой для устранения недостаточности предсердно-желудочковых клапанов. Тренируясь на копии, воспроизводящей кровообращение и сокращения, хирурги смогут совершенствовать технику сложных вмешательств до реальной операции, что приближает медицину к персонализированному подходу и повышает шансы пациентов на благоприятный исход.