Stampa 3D: cuore artificiale con ciclo cardiaco naturale realizzato a Zurigo

Un cuore in silicone stampato 3D: i ricercatori del laboratorio nell’Istituto federale di tecnologia di Zurigo (ETH Zurigo) hanno realizzato così un cuore artificiale con un ciclo cardiaco molto simile ad un cuore umano, con una resistenza di circa 3.000 battiti e con un’autonomia di circa 30-45 minuti. La prospettiva dell’effettivo utilizzo di un cuore stampato 3D non è un certo, ma in un futuro potrà diventare realtà, inserendolo nei protocolli medici.

Il progetto di ricerca, pubblicato sulla rivista Artificial Organs, dimostra che è possibile creare cuori artificiali funzionali, o altri dispositivi cardiovascolari, utilizzando materiali morbidi, i cosiddetti soft robot, già trattati in altri articoli.

Stampa 3D e il futuro degli organi artificiali

I soft robot costituiscono un’allettante alternativa ai comuni rimedi meccanici, composti da materiali duri e da una struttura che potrebbe comportare numerose complicanze non solo a livello appunto strutturale, ma anche fisiologico.
“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 nella forma e nella funzione” ha commentato Nicholas Cohrs, un dottorando nel gruppo di ricerca di ETH Zurigo guidato dal professor Wendelin Stark.
Normalmente, i cuori artificiali vengono usati come soluzioni “stopgap”, nel periodi di transizione nel quale un paziente sta aspettando un trapianto. Circa 26 milioni di persone in tutto il mondo soffrono di complicanze cardiache, ma non vi sono sufficienti donatori per sopperire a tutte quante.
Il cuore realizzato a Zurigo è caratterizzato da un ventricolo sinistro ed uno destro, separati da una camera supplementare che, grazie ad un ciclo di gonfiaffio/sgonfiaggio con aria pressurizzata, pompa il sangue, agendo in maniera analoga alla contrazione muscolare del cuore umano.
L’organo è stato realizzato sfruttando la stampa 3D ed una tecnica di fusione a cera persa; l’organo artificiale pesa 390 grammi ed ha un volume di 679 centimetri cubici, all’apparenza molto semplice, ma caratterizzata da una struttura interna complessa.

Tuttavia, per la sua (ancora) scarsa autonomia non può essere sfruttato per un vero e proprio trapianto, ma rappresenta un punto di partenza per il futuro della chirurgia. “Questo era semplicemente un test sulla fattibilità” ha asserito Nicholas 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”.

L’effettivo funzionamento dell’organo è stato effettuato grazie ad un ambiente di test all’avanguardia che simula perfettamente il sistema cardiovascolare umano, utilizzando un fluido con proprietà viscose molto simili a quella sanguigna.