預(yù)計在未來十年中，老年人口將激增，美國的心臟病發(fā)病率也將上升。人工心臟瓣膜和其他心臟設(shè)備的需求(今天這個市場價值超過50億美元)預(yù)計在未來六年中將增長近13%。

人工瓣膜旨在模仿真實，健康的心臟瓣膜，以幫助血液在體內(nèi)循環(huán)。但是，它們中的許多問題都存在諸如閥周圍泄漏的問題，致力于改進這些設(shè)計的工程師必須反復(fù)進行測試，首先要在簡單的臺式模擬器中進行測試，然后再在動物受試者中進行測試，然后才能進行人體試驗，這是一個艱巨而昂貴的過程。

現(xiàn)在，麻省理工學院和其他地方的工程師已經(jīng)開發(fā)出了仿生“心臟”，它為測試人造瓣膜和其他心臟設(shè)備提供了更為現(xiàn)實的模型。

該設(shè)備是一個真正的生物心臟，其堅硬的肌肉組織已被柔軟的人造心臟機器人矩陣代替，類似于泡沫包裹物。人造肌肉的方向模仿了心臟的天然肌纖維的形態(tài)，以至于當研究人員遠程膨脹氣泡時，它們共同作用來擠壓和扭曲內(nèi)心，就像真實的整個心臟跳動一樣。并抽血。

通過這種被稱為“生物機器人混合心臟”的新設(shè)計，研究人員設(shè)想設(shè)備設(shè)計師和工程師可以通過在生物混合心臟上進行測試來更快地迭代和微調(diào)設(shè)計，從而大大降低了心臟設(shè)備開發(fā)的成本。

麻省理工學院機械工程學助理教授艾倫·羅氏(Ellen Roche)說：“對心臟設(shè)備進行監(jiān)管測試需要進行許多疲勞測試和動物測試。“ [新設(shè)備]可以真實地代表真實心臟中發(fā)生的事情，從而減少動物測試的數(shù)量或更快地迭代設(shè)計。”

羅氏和她的同事已在“科學機器人學”雜志上發(fā)表了他們的結(jié)果。她的共同作者是MIT的主要作者和MIT研究生Clara Park，以及MIT的Fan Yiling，Gregor Hager，Yyunwoo Yuk，Manisha Singh，Allison Rojas和Zhao Xuanhe Zhao，以及南洋理工大學，皇家外科醫(yī)學院的合作者在都柏林，波士頓兒童醫(yī)院，哈佛醫(yī)學院和馬薩諸塞州綜合醫(yī)院(MGH)中。