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新型机器人心脏模仿常见、神秘的情况以帮助研究人员对其进行研究
新型机器人心脏可以重现心力衰竭的不同阶段,这可能为研究人员提供一种在治疗到达患者之前测试治疗方法的新方法。
来源:LiveScience科学家发明了一种软机器人心脏,可以为他们提供一种新方法来研究一种神秘疾病,这种疾病约占所有心力衰竭病例的一半。
这种形式的心力衰竭称为射血分数保留型心力衰竭 (HFpEF),是一种心脏泵出正常量的血液但变得过于僵硬而无法在两次心跳之间正常放松和重新充盈的病症。超过 300 万美国人患有这种疾病,但研究人员仍不完全了解其发病原因,因此很难设计直接针对该疾病的治疗方法。
6 月 1 日在《自然通讯》杂志上描述的新设备是第一个软机器人心脏模型,可以主动调整其对压力变化的响应方式。它收紧或放松人造肌肉,使研究人员能够控制心脏的僵硬程度。这使得它能够更好地模仿患病的人类心脏。
目前的 HFpEF 实验室模型存在缺陷。传统的“模拟循环回路”使用刚性泵和管道来重建血液流动,但在物理上并不像跳动的心脏。该研究的合著者、澳大利亚新南威尔士大学生物医学工程师兼副教授 Thanh Nho Do 表示,实验室动物捕获了更真实的生物学信息,但价格昂贵,而且不能完美反映人类疾病。
“众所周知,HFpEF 很难研究和治疗,”Nho Do 在一封电子邮件中告诉《Live Science》。
早期版本的机器人心脏可以真实地再现心脏运动,但它们遵循的命令无法适应不断变化的条件。新系统试图通过让人造肌肉纤维“感受”它们泵送的流体产生的压力并动态收缩或放松来解决这一限制。
这种反馈对于 HFpEF 的再现至关重要,其中异常僵硬(而不是泵血减弱)是疾病的核心。
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