Миниатюрное искусственное сердце поможет ускорить лечение сердечных заболеваний
Не существует безопасного и этичного способа использовать работающее человеческое сердце для научных исследований под непосредственным наблюдением. Ученые пробовали разные способы. Например, подключали сердца трупов к аппаратам, чтобы заставить их снова сокращаться, прикрепляли выращенные в лаборатории ткани сердца к пружинам. У каждого подхода есть свои недостатки: реанимированные сердца могут биться всего несколько часов; пружины не могут воспроизвести силы, действующие на живую мышцу.
Недавно группа инженеров, биологов и генетиков построила миниатюрную копию сердечной камеры. В разработке соединились микроэлектроника и живые ткани человеческого сердца. Никаких пружин или внешних источников энергии — это сердце просто бьется само по себе как настоящее.
Устройство может дать исследователям более точное представление о том, как работает орган, позволяя отслеживать, как растет сердце у эмбриона, изучать влияние болезней и проверять потенциальную эффективность и побочные эффекты новых методов лечения — и все это с нулевым риском для здоровья пациентов и не выходя из лаборатории.
Команда ученых из Бостонского университета (США), назвавшая свое устройсто miniPUMP, заявляет, что эта технология также может проложить путь для создания лабораторных версий других органов: от легких до почек. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances, кратко о них рассказывает Medicalxpress.
MiniPUMP размером всего 3 см2 немногим больше почтовой марки. Его компоненты помещаются на тонкий кусок пластика, напечатанный на 3D-принтере. В устройстве есть миниатюрные акриловые клапаны, открывающиеся и закрывающиеся для управления потоком жидкости, и маленькие трубки, направляющие эту жидкость точно так же, как артерии и вены. Мышечные клетки кардиомиоциты заставляют ткани сердца сокращаться.
Кардиомиоциты, выращенные из живых стволовых клеток, наделяют устройство потенциалом для разработки персонализированных лекарств. Исследователи могли бы взять у пациента больную ткань, а затем протестировать лекарство на этой ткани и посмотреть, как оно повлияет способность перекачивать кровь.