Mitglieder des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein innovatives bionisches Hybridherz entwickelt, das die natürlichen Schlagbewegungen eines echten Herzens präzise simuliert.
Dieses biorobotische Gerät ermöglicht das Testen künstlicher Herzklappen, Schrittmacher und Defibrillatoren – ohne Tierversuche. Dr. Ellen Roche, Assistenzprofessorin für Maschinenbau am MIT und Mitautorin der Studie, erklärt: „Regulatorische Tests von Herzgeräten erfordern umfangreiche Ermüdungstests und Tierversuche. Unser Gerät stellt realistisch dar, was in einem echten Herzen geschieht, und reduziert so die Anzahl der Tierversuche oder beschleunigt das Design-Iterieren.“
Die Ergebnisse, publiziert in Science Robotics, könnten zukünftig auch für die Entwicklung implantierbarer künstlicher Herzen genutzt werden.
Dr. Chris Nguyen vom Cardiovascular Research Center des Massachusetts General Hospital und Co-Erstautor betont: „Mit fortgeschrittener Gewebezüchtung könnte dieses biorobotische Hybridherz als künstliches Herz dienen – eine dringend benötigte Lösung angesichts der globalen Herzinsuffizienz-Epidemie, bei der Millionen auf Herztransplantationen warten.“
Das Team schuf ein robotisches Myokard – die muskulöse Hülle des Herzens – und umhüllte damit ein Schweineherz wie eine Luftpolsterfolie. Dafür nutzten sie den selbst entwickelten Gewebe-Silikon-Klebstoff TissueSil.
Die künstlichen Muskeln imitieren das natürliche Fasermuster, komprimieren und drehen das Herz, um Blut zu pumpen – ähnlich wie bei einem lebenden Organ.
Dr. Roche ergänzt: „Es handelt sich um ein echtes biologisches Herz, dessen zähes Muskelgewebe durch eine weiche Robotermatrix aus künstlichen Herzmuskeln ersetzt wurde, die einer Luftpolsterfolie gleicht.“
Das System steuert Herzfrequenz, Kontraktilität und Schlagvolumen, um kranke Herzen zu simulieren. Es eignet sich ideal zum Testen von Prothesen, Schrittmachern und Defibrillatoren.
Dr. Nguyen visioniert: „Patientenherzen könnten vor der Implantation gescannt und Geräte optimal justiert werden – lange vor der Operation.“