La stampa 3D aiuta gli scienziati dell’ ETH di Zurigo a creare un cuore siliconico battente
Materiali funzionali I ricercatori del laboratorio presso l’Istituto federale di tecnologia di Zurigo (ETH Zurigo) hanno utilizzato la stampa 3D per creare un cuore siliconico che batte quasi come un cuore vero. Il cuore artificiale può durare circa 3.000 battiti, vale a dire dai 30 ai 45 minuti.
Nessuno sa veramente quando la prospettiva di un cuore stampato 3D trasponibile potrebbe diventare una realtà, ma ciò non impedirà ai ricercatori di sfruttare il potere della stampa 3D per creare repliche altamente avanzate del nostro organo più vitale.
Gli scienziati dell’ETH Zurigo hanno recentemente utilizzato la stampa 3D per creare un cuore silicone funzionante che batte quasi come uno vero. L’interessante progetto di ricerca dimostra che è possibile creare cuori artificiali funzionali o altri dispositivi cardiovascolari utilizzando materiali morbidi. Le pompe sanguigne dure e meccaniche possono produrre complicazioni e non fornire ai pazienti un impulso coerente.
“Il nostro obiettivo è quello di sviluppare un cuore artificiale approssimativamente uguale a quello del paziente e che imita il cuore umano il più possibile in forma e funzione”, ha commentato Nicholas Cohrs, uno studente di dottorato nel gruppo di ricerca dell’ ETH Zurigo dal professor Wendelin Stark.
I cuori artificiali vengono comunemente usati come soluzioni “stopgap” quando un paziente sta aspettando un trapianto di cuore. Tuttavia, alcuni cuori artificiali vengono utilizzati in modo permanente. Circa 26 milioni di persone in tutto il mondo soffrono di insufficienza cardiaca, ma non ci sono abbastanza cuori donatori per i trapianti.
Il cuore fatto di recente ha un ventricolo sinistro e destro, che sono separati da una camera supplementare piuttosto che da un setto. Questa speciale camera si gonfia e sgonfia con aria compressa e pompa liquido dalle camere del sangue. Agisce quindi al posto della contrazione muscolare del cuore umano.
La stampa 3D e una tecnica di fusione di cera persa sono state utilizzate per creare il cuore in silicone, che pesa 390 grammi e ha un volume di 679 centimetri cubici. “È un monoblocco in silicone con struttura complessa interna”, ha detto Cohrs.
Ci sono molte ragioni per cui questo cuore siliconico non può essere impiantato in un corpo umano. Per cominciare, dura solo circa 3.000 battiti, o 30-45 minuti.
Ma il cuore è un successo in altri modi: “Questo era semplicemente un test di fattibilità”, ha detto Cohrs. “Il nostro obiettivo non era quello di presentare un cuore pronto all’impianto, ma di pensare ad una nuova direzione per lo sviluppo dei cuori artificiali”.
Per testare il loro cuore siliconico, i ricercatori hanno fatto uso di un ambiente di test all’avanguardia che simula il sistema cardiovascolare umano. È stato usato un fluido che presenta una viscosità comparabile al sangue umano.
“Attualmente, il nostro sistema è probabilmente uno dei migliori al mondo”, ha commentato Anastasios Petrou, uno studente di dottorato del Product Development Group di Zurigo.
La ricerca del cuore artificiale, che è stata pubblicata nella rivista Artificial Organs, potrebbe essere utilizzata per sviluppare cuori artificiali più sicuri e più biocompatibili.
Nel primo test ha funzionato perfettamente, ma solo per 45 minuti, circa 3000 battiti. Poi è andato letteralmente in pezzi.
