Gli ingegneri del MIT hanno sviluppato una replica robotica del ventricolo destro del cuore, capace di emulare il battito e l'azione di pompaggio dei cuori vivi. Questo robo-ventricolo unisce tessuto cardiaco reale a muscoli artificiali sintetici simili a palloncini, consentendo agli scienziati di gestire le contrazioni del ventricolo e osservare il funzionamento delle sue valvole naturali e di altre strutture intricate.
Il ventricolo artificiale può essere adattato per simulare condizioni sia sane che malate. Il team ha manipolato il modello per replicare condizioni di disfunzione del ventricolo destro, come l'ipertensione polmonare e l'infarto miocardico. Inoltre, hanno impiegato il modello per testare dispositivi cardiaci, ad esempio, impiantando una valvola meccanica per correggere un difetto naturale e osservando come cambiava il pompaggio del ventricolo in risposta.
Il ventricolo destro è particolarmente suscettibile a disfunzioni nelle unità di terapia intensiva, specialmente nei pazienti sottoposti a ventilazione meccanica. Secondo Manisha Singh, ricercatore postdoc presso l'Institute for Medical Engineering and Science (IMES) del MIT, il simulatore RRV potrebbe essere utilizzato in futuro per studiare gli effetti della ventilazione meccanica sul ventricolo destro e sviluppare strategie per prevenire l'insufficienza cardiaca in questi pazienti vulnerabili.
Il team ha progettato un modello realistico e funzionale del ventricolo, integrando tessuto cardiaco reale per preservare le sue complessità anatomiche. Hanno utilizzato un rivestimento di silicone come muscolatura sintetica, inserendo tubi simili a palloncini che circondavano il tessuto cardiaco reale. Collegando ogni tubo a un sistema di controllo, hanno imitato il ritmo e il movimento reali del cuore.
Per testare la capacità di pompaggio, il modello è stato riempito con un liquido simile al sangue, permettendo agli ingegneri di osservare tramite una telecamera interna il comportamento delle valvole interne e delle strutture durante il pompaggio del liquido. Il ventricolo artificiale ha dimostrato una potenza di pompaggio e il funzionamento delle strutture interne simili a quanto osservato in animali vivi e sani. I ricercatori hanno anche potuto regolare la frequenza e la potenza dei tubi di pompaggio per simulare diverse condizioni cardiache, come battiti irregolari, indebolimento muscolare e ipertensione.
Ellen Roche, professore associato presso l'IMES del MIT, ha dichiarato che stanno "riportando in vita il cuore, in un certo senso, in modo che possiamo studiarlo e potenzialmente trattare la sua disfunzione." Attualmente, il RRV può simulare una funzione realistica per alcuni mesi, ma il team sta lavorando per estendere le prestazioni e consentire al modello di funzionare continuamente per periodi più lunghi. Collaborano anche con progettisti di dispositivi impiantabili per testare i prototipi sul ventricolo artificiale e accelerare il loro percorso verso i pazienti. Inoltre, Roche prevede di accoppiare il RRV con un modello artificiale e funzionale simile del ventricolo sinistro, attualmente in fase di perfezionamento. La visione a lungo termine, ovviamente, è quella di creare un cuore artificiale completamente regolabile che potrebbe potenzialmente funzionare nelle persone.