Studiuesit në Zvicër shpresojnë se eksperimentet e tyre përfundimisht do të prodhojnë një zemër të butë artificiale që është më e qëndrueshme dhe më e personalizuar se modelet aktuale.

Nicholas Cohrs dhe kolegët e tij në Laboratorin e Materialeve Funksionale të Universitetit ETH të Cyrihut në Zvicër kanë një koncept të ri për atë që ata e quajnë zemër artificiale të butë.

Duke zhvilluar një zemër artificiale që i ngjan shumë zemrës së një marrësi, Cohrs dhe ekipi i tij shpresojnë të krijojnë një pajisje që mund t’i mbajë pacientët gjallë për vite pa pasur nevojë për një operacion tjetër të rrezikshëm transplanti.

Për gati 50 vjet, kirurgët kanë transplantuar zemra artificiale te pacientët që përndryshe do të vdisnin nga dështimi i zemrës.

Këto pajisje janë bërë prej plastike dhe metali. Ata mund të mbajnë jetën për ditë, madje edhe muaj, ndërsa pacientët presin zemrat e donatorëve.

Në disa raste, një zemra artificiale transplantimi mund të jetë i përhershëm dhe mund të zgjasë për disa vjet, por gjasat për të mbijetuar më shumë se katër vjet janë më pak se 60 për qind. Rekordi për jetën më të gjatë me zemër artificiale është pesë vjet.

Komplikimet që mund të ndodhin nga një transplantim artificial i zemrës përfshijnë gjakderdhje, infeksion dhe dështim të organeve.

Një problem i zakonshëm me zemrat artificiale është tendenca e tyre për të lejuar mpiksjen e gjakut për shkak të përbërjes së tyre të ngurtë.

Mpiksja e gjakut mund të çojë në goditje në tru.

Një zemër artificiale me më pak ngurtësi, pra, mund të përmirësojë rrjedhën e gjakut dhe të zvogëlojë shanset e mpiksjes.

Fillimisht, Cohrs dhe ekipi i tij eksperimentuan silikoni, një substancë që është përgjithësisht joreaktive, e qëndrueshme dhe rezistente ndaj mjediseve ekstreme. Ai gjithashtu ka disa aplikime të shkencës së jetës.

“Natyrisht, silikoni është një material artificial, i cili nuk është ind njerëzor dhe nuk mund t’i ngjajë drejtpërdrejt,” tha Cohrs për Healthline. “Megjithatë, është një material i butë dhe mund të imitojë në një masë të caktuar vetitë materiale të indeve njerëzore. Ne e përdorim atë sepse është një material i krijuar për implante dhe i disponueshëm nga shumë furnizues të ndryshëm.”

Zemra silikoni është projektuar duke përdorur softuerin e dizajnit të asistuar nga kompjuteri (CAD), duke prodhuar një organ të butë që i ngjan zemrës së njeriut në përbërje, formë dhe funksion.

Për një transplant aktual, një skanim CT i zemrës së pacientit do të formonte bazën e dizajnit, duke siguruar që ai të jetë i përshtatshëm.

Kërkohen modifikime të dizajnit të zemrës për ta lejuar atë të lëvizë vetë, duke përfshirë një dhomë që fryhet dhe shfryhet me ajër nën presion.

Në të tyre eksperimente, Ekipi i Cohrs përdori një printer 3D për të krijuar një formë plastike të zemrës.

“Ne e prodhojmë zemrën tonë artificiale jo drejtpërdrejt me printim 3D, por kemi nevojë për printera 3D, sepse nuk është e mundur të prodhohet një pajisje kaq e butë me teknikat tradicionale të prodhimit,” thotë Cohrs. “Ne shtypim 3D një negativ të zemrës dhe e përdorim atë si një myk, të cilin më vonë e shpërndajmë.”

Fillimisht, myku u mbush me silikon, duke rezultuar në një zemër prej 13 ons – një pajisje afërsisht një e treta më e rëndë se zemra mesatare e të rriturve.

Kur implantohet, do të qepet në valvulat, arteriet dhe venat dhe do të mundësohet nga një drejtues pneumatik i jashtëm portativ.

Cohrs dhe ekipi i tij testuan zemrën e tyre silikoni në prill 2016 duke e vendosur atë në një makinë hibride të qarkullimit. Rezultatet vërtetuan se rrjedha e gjakut në zemrën e silikonit imitonte atë të një zemre të vërtetë njerëzore.

Megjithatë, zemra e silikonit zgjati rreth 3000 rrahje zemre para se të shpërthehej nga stresi. Me një rrahje zemre në pushim prej 60 rrahje në minutë, zemra do të dështonte në më pak se një orë.

Shkencëtarët kanë publikuar gjetjet e tyre në revistën Artificial Organs

Që nga eksperimentet e tyre fillestare, ekipi i Cohrs ka kaluar nga silikoni në materiale të tjera.

“Ne po testojmë polimere të ndryshme për ta bërë zemrën artificiale më të qëndrueshme dhe për të rritur jetëgjatësinë,” tha Cohrs. “Ne gjithashtu ndryshuam dhe optimizuam gjeometrinë.”

Zemra e tyre e fundit zgjat për 1 milion rrahje zemre – ose rreth 10 ditë jetëgjatësi.

Modifikimet e mëtejshme do të përmirësojnë zemrën, megjithëse mund të kalojnë dekada para se dikush të jetë gati për testim në jetën reale.

“Qëllimi ynë përfundimtar sigurisht që do të ishte një zemër e butë artificiale, e cila mund të prodhojë një rrjedhje fiziologjike, natyrale të gjakut, të ketë jetëgjatësi të mjaftueshme dhe të mos shkaktojë ngjarje negative,” tha Cohrs. “Nuk dihet nëse kjo është e mundur, por ne ishim të kënaqur me rezultatet e para.”

“Zhvillimi i një implanti të brendshëm artificial të tillë kompleks është shumë i vështirë dhe kërkon shumë kohë,” shtoi Cohrs. “Ne nuk mund të parashikojmë realisht se kur mund të kemi një zemër të punës përfundimtare, e cila plotëson të gjitha kërkesat dhe është gati për implantim. Kjo zakonisht kërkon vite.”

“Por me publikimin e hulumtimit tonë, ne prezantuam një provë të konceptit për butësinë në terapinë artificiale të zemrës.”

Procesi që Cohrs dhe ekipi i tij kanë përdorur – duke përfituar nga softueri i thjeshtë CAD dhe printimi 3D – mund të lejojë disponueshmërinë e gjerë të zemrave artificiale të personalizuara.

Këto zemra, nga ana tjetër, mund të zgjasin më shumë se pajisjet e sotme – ndoshta deri në 15 vjet, dhe me shpresë për pjesën tjetër të jetës së një marrësi.