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嘉峪檢測網(wǎng) 2025-06-16 08:29
根據(jù)《Nature Communications》最新研究,全球終末期心衰患者年增長達12%,而心臟供體短缺率高達83%。盡管可以植入人工心臟進行等待,但現(xiàn)有人工心臟還存在三大技術(shù)瓶頸:1. 血栓風險:硬質(zhì)材料導致血液湍流,抗凝治療引發(fā)出血并發(fā)癥。2. 感染隱患:經(jīng)皮導線感染率高達17-35%。3. 生理失配:連續(xù)血流破壞血管內(nèi)皮剪切力。

圖1:混合心臟設計圖
最近荷蘭研究團隊開發(fā)出混合人工心臟(Hybrid Heart)融合三大前沿技術(shù):
仿生驅(qū)動結(jié)構(gòu)
氣動人工隔膜:160ml容量的TPU涂層尼龍隔膜
力學傳遞系統(tǒng):16條不可伸展線∞型纏繞心室
被動充盈機制:舒張期心室折疊提供額外緩沖容積

圖2:體外測試
超分子抗凝涂層
涂層特性:
水接觸角下降40%(增強親水性)
血小板粘附減少83%(SEM驗證)
血管內(nèi)皮細胞存活率>98%

圖3:生物相容性涂層
無線能量系統(tǒng)
經(jīng)皮能量傳輸(TET):電磁耦合效率達85%
滯后閥技術(shù):恒定氣流→脈沖壓力(無需電子控制)
封閉氣動循環(huán):植入式氣泵+儲氣罐

圖4:植入式控制系統(tǒng)
研究還用山羊做了急性實驗,持續(xù)泵血50分鐘,平均主動脈壓達到了49mmHg。

圖5:山羊體內(nèi)實驗
臨床轉(zhuǎn)化路徑通過以下4個設計來進行:1. 材料升級:醫(yī)用級TPU替換原型尼龍。2. 折疊優(yōu)化:仿生褶皺增加20%緩沖容積。3. 液壓驅(qū)動:替代氣動系統(tǒng)提升能效。4. 內(nèi)皮工程:VEGF功能化促進自體細胞被覆
該技術(shù)已啟動大動物慢性實驗,預計2030年進入臨床。這項融合軟體機器人、組織工程和無線供能的突破,或?qū)氐赘淖冃呐K移植醫(yī)學的格局。
參考文獻:https://www.nature.com/articles/s41467-025-60372-6

來源:CCI心血管醫(yī)生創(chuàng)新俱樂部