本物の心臓にかなり近づいた、3Dプリンターで作られたシリコン製の人工心臓
Image: ETH Zurich/YouTube

本物の心臓にかなり近づいた、3Dプリンターで作られたシリコン製の人工心臓

心臓も3Dプリンターで作れる時代に突入です。

チューリッヒ工科大学のNicholas Cohrs氏率いる研究チームは、本物のように動く柔らかい人工心臓を開発しました。まだ実用レベルには至っていませんが、シリコンと3Dプリント技術を用いたアプローチは、心臓病の治療方法に革命を起こすかもしれません。

心血管に問題を抱える重症患者は基本的に、ドナーが見つかるまで、もしくは自分自身の心臓が回復するまで血液ポンプの役割を果たす人工心臓を装着します。これらの機器は、破損の可能性や感染症のリスク、血栓の恐れなど、多くの欠点があり、人工心臓をできるだけ本物の心臓に近づけることは医療研究者達の大きなテーマでもありました。

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Image: ETH Zurich

Nicholas Cohrs氏は今回の声明の中で、「我々のゴールは患者自身の心臓とほぼ同じ大きさの人工心臓を開発し、できるだけヒトの心臓の形状と機能に近づけることである」と述べています。サイエンスジャーナル「Artificial Organs」に記載された内容によれば、現在この新しいシリコン製の人工心臓の機能はまだ45分ほどしか保ちませんが、いくつかの重要なテストをクリアしているとのことです。

3Dプリンターで製造されたシリコン製の人工心臓の重さは390グラム(ヒトの心臓の平均の重さは310グラム)で、容積は679立法センチメートル(ヒトの心臓に匹敵する大きさ)です。本物の心臓のように、左心室と右心室がありますが、中隔によって分け隔てられていません。その代わりに追加のチャンバーが使われており、これは空気圧によって膨張・収縮します。このことによりヒトの心臓の筋肉の収縮を置き換えるポンプの役割を果たすのです。

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研究者たちは、人間の心臓血管系のシミュレーションテスト環境において心臓の動きを確認することができました。血液と同じ粘度の液体を使用して、人工心臓の心房に液体を流しました。これらのテストを通してシステムは基本的なレベルで機能し、人工心臓が本物の心臓と同様に動くことを証明しました。

しかしながら、この人工心臓は、心拍3000回分までしか持続しないため、平均的なヒトの心運動の45〜60分までしか機能しません。その後は材質は歪みに絶えられず、壊れ始めてしまうそうです。

「これは単なる実現可能性を示すテストに過ぎません。(今回の実験において)我々のゴールは、インプラントのための心臓ではなく、人工心臓の開発の新しい方向性について考えることでした」とNicholas Cohrs氏は述べてます。今後研究チームは材質の抗張力を高めて全体的なパフォーマンスの向上に努めていくそうです。

確実な一歩を踏み出したことで、他の人工臓器の開発にも影響を与えることが期待されます。人工的なデバイスがより本物に近づくことで、より実用的なものへと近づくのです。

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Source: Artificial Organs

This Squishy Artificial Heart is Amazing - Gizmodo US[原文

(mayumine)

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