Un gruppo di scienziati del Massachusetts Institute of Technology (Mit), coordinato da Ellen Roche, in colaborazione con l’Università americana di Harvard, l’Università tecnologica Nanyang di Singapore e l’irlandese Royal College of Surgeons, ha realizzato il primo cuore biorobotico ibrido.

Si tratta di un dispositivo bionico realizzato con tessuti utilizzati per i robot soffici, accoppiati a tessuti biologici, che consentirà la sperimentazione in sicurezza di valvole cardiache artificiali e altri dispositivi medici.

Un muscolo cardiaco preservato (1) viene rimosso e sostituito con una matrice sintetica morbida (2). Le due strutture (tessuto cardiaco interno e matrice sintetica) (3) sono legate mediante un adesivo di nuova concezione, TissueSil (4). Il pezzo risultante è il cuore bioibrido contenente le strutture intracardiache preservate e il muscolo cardiaco sintetico (5).


Il cuore biorobotico ibrido, descritto dagli  studiosi sulla rivista Science robotics, è  una perfetta fusione tecnologica di tessuto cardiaco e sistema robotico di pompaggio, in grado di simulare in tutto e per tutto la funzionalità dell’organo reale. Si tratta, infatti, di un cuore biologico il cui duro tessuto muscolare è stato sostituito da una morbida matrice robotica di muscoli cardiaci artificiali, simile ad un involucro di bolle. Tale matrice sintetica di robot soffici può essere avvolta attorno a un ventricolo e gonfiarsi, così da agire da pompa come farebbe un muscolo cardiaco.

realizzato primo cuore biorobotico ibrido
Il tessuto robotico che si avvolge intorno alla valvola cardiaca simulando il movimento del muscolo cardiaco (ansa.it)

Gli step della progettazione

Il team ha preso inizialmente in considerazione l’idea di avvolgere un intero cuore espiantato in una morbida manica robotica, ma ha realizzato che il tessuto muscolare esterno del cuore, il miocardio, si irrigidiva rapidamente una volta che veniva rimosso dal corpo. Qualsiasi contrazione robotica della manica non sarebbe riuscita a mimare l’attività cardiaca.

Successivamente, il team ha cercato modi per progettare una matrice robotica morbida per sostituire il tessuto muscolare naturale del cuore, sia in termini di materiale che di funzione. Così hanno deciso di provare prima la loro idea sul ventricolo sinistro del cuore, che pompa il sangue al resto del corpo, mentre il ventricolo destro usa meno forza per pompare il sangue ai polmoni.

“Il ventricolo sinistro è il più difficile da ricreare date le sue maggiori pressioni operative e ci piace iniziare con le sfide difficili “

Gli obiettivi della ricerca

L’obiettivo di queste ricerche sul cuore bionico è permettere in futuro di testare e sviluppare più rapidamente, e a costi più ridotti, i dispositivi cardiaci, simulando ciò che accade naturalmente nel cuore umano. In particolare sarà utile per i test delle  protesi di valvole cardiache che sono progettate per imitare una vera valvola cardiaca sana che aiuta a far circolare il sangue attraverso il corpo. Tuttavia spesso queste protesi dimostrano di avere dei problemi come alcune perdite intorno alla valvola stessa e per questo motivo gli ingegneri che lavorano per migliorare questi progetti devono testarli ripetutamente, prima in semplici simulazioni da laboratorio, poi negli animali, quindi nell’uomo, in un processo complesso e costoso. Tale dispositivo consentirà di velocizzare i test sperimentali con un notevole abbattimento dei costi.

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