Coração biorrobótico que bate de verdade servirá para treinar cirurgiões

Coração biorrobótico

Combinando um coração biológico de porco com uma bomba robótica de silicone, pesquisadores criaram um coração biorrobótico que bate como um coração real.

O simulador de válvula cardíaca consegue imitar a estrutura, função e movimento de um coração saudável ou doente, permitindo que cirurgiões e pesquisadores demonstrem ou treinem várias intervenções enquanto coletam dados em tempo real.

“O simulador tem um enorme benefício como ferramenta de pesquisa para aqueles que estudam diferentes condições e intervenções nas válvulas cardíacas”, disse a professora Ellen Roche, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (EUA). “Ele pode servir como uma plataforma de treinamento cirúrgico para médicos, estudantes de medicina e estagiários, permitir que engenheiros de dispositivos estudem seus novos projetos e até mesmo ajudar os pacientes a compreender melhor sua própria doença e possíveis tratamentos.”

Antes que novas intervenções cheguem aos seres humanos, elas precisam ser submetidas a testes rigorosos em simuladores cardíacos e em animais. No entanto, os simuladores cardíacos atuais não capturam completamente a complexidade de um coração e têm uma vida útil curta, de duas a quatro horas. Os estudos em animais são caros e demorados, e os resultados nem sempre podem ser traduzidos para os seres humanos.

O coração biorrobótico pode preencher essas lacunas como um método menos dispendioso, com vida útil de meses.

O modelo funciona como um coração real, e já serviu para o teste dos procedimentos padrão usados hoje na cirurgia cardíaca.

Treinamento de cirurgiões e teste de intervenções

Para compreender melhor a válvula mitral em estados saudáveis e doentes, a equipe construiu um coração biorrobótico baseado em um coração de porco. O músculo cardíaco na câmara esquerda foi substituído por um sistema de bomba robótica macia, feita de silicone acionada por ar. Quando inflado, o sistema torce e comprime o coração como um músculo cardíaco real, bombeando sangue artificial mediante um sistema de circulação simulado, e simulando a batida de um coração biológico.

Os pesquisadores se concentraram na regurgitação mitral, um distúrbio no qual a válvula entre as câmaras cardíacas esquerdas não fecha adequadamente, resultando em uma válvula cardíaca com vazamento, onde o sangue pode fluir para trás. Esta condição, que afeta cerca de 24 milhões de pessoas em todo o mundo, pode causar falta de ar, inchaço nos membros e insuficiência cardíaca. Dada a complexidade da estrutura da válvula, as cirurgias para corrigir o distúrbio são altamente complexas, destacando a necessidade de uma tecnologia eficaz e de técnicas cirúrgicas precisas, que precisam ser treinadas.

Quando a equipe danificou a válvula mitral no coração biorrobótico, ela apresentou características de uma válvula cardíaca com vazamento. A equipe então fez com que cirurgiões cardíacos corrigissem o dano com três técnicas diferentes: Ancorando o tecido do folheto da válvula com cordas artificiais, substituindo a válvula por uma válvula protética e implantando um dispositivo para ajudar no fechamento do folheto da válvula.

Todos os três procedimentos foram bem-sucedidos, normalizando a pressão, o fluxo e a função cardíaca. O sistema também permitiu à equipe coletar dados em tempo real durante a cirurgia, mostrando-se compatível com as atuais tecnologias de imagem utilizadas nas clínicas. “Foi realmente muito interessante para os cirurgiões ver cada passo,” descreveu Roche. “Quando você trabalha com pacientes, não consegue visualizar o processo porque há sangue no coração”.

A expectativa é que o modelo de coração biorrobótico torne-se um ambiente realista para treinamento e prática em cirurgia cardíaca.