Dankzij een nieuw ontwikkelde robot heeft een falend varkenshart nog steeds goed bloed rond kunnen pompen. Zou het apparaat ooit mensenharten kloppend kunnen houden?

We denken bij robots al snel aan een soort mechanisch persoon die voor je staat of aan autonome viervoeters die Boston Dynamics bijvoorbeeld maakt. Maar wat niet direct ons hoofd te binnen schiet, is een robot ín ons lichaam. Toch wordt daar momenteel ook veel onderzoek naar verricht. Zo ontwikkelde een team wetenschappers een bot die het hart masseert van hartpatiënten om zo de doorbloeding te stimuleren.

Waarom?

Hartfalen treft wereldwijd ongeveer 26 miljoen mensen, waarvan veel patiënten kinderen zijn. Bij bepaalde aangeboren hartaandoeningen is het hart niet meer in staat om het bloed goed rond te pompen. Patiënten komen dan op een wachtlijst voor een nieuw hart te staan, maar zoals je vast weet, kan het jaren duren voordat iemand eindelijk een donorhart ontvangt.

Terwijl mensen op een nieuw hart liggen te wachten, wordt de bloedcirculatie in stand gehouden door een ventricular assist device, waarbij slangen in het lichaam de bloedsomloop omleiden. Alleen kunnen hierbij complicaties optreden: bloedpropjes kunnen ontstaan, waardoor de kans op een beroerte groter wordt. Om dat te voorkomen, krijgen patiënten bloedverdunners toegediend. Maar ook daar zitten weer risico’s aan verbonden.

Half hart

Om dit probleem te omzeilen, kwamen onderzoekers van Harvard eerder dit jaar met een soort mouw voor het hart die het kloppend hield. Het mechanisme dat het onderzoeksteam, waarin een paar van dezelfde Harvard-onderzoekers zitten, nu heeft ontwikkeld werkt anders. In plaats van het hele hart, omvat deze robot slechts het halve hart.

Het menselijk hart bestaat uit twee kamers en twee boezems. De rechterkamer pompt bloed via de longslagader naar de longen, terwijl de linkerkamer bloed via de aorta naar de rest van het lichaam pompt. Bij mensen met hartfalen functioneert soms een van de twee kamers niet. Het nieuwe apparaat pakt dus alleen de defecte hartkamer aan, en niet beide, zoals de zachte ‘robotmouw’ deed die hierboven is beschreven.

Synchroon

De robot bestaat uit drie onderdelen: een halvemaanvormig frame dat één kant van het hart omhelst, een soort pin die zich ín het hart verankerd, en een band die zich net als een spier samentrekt, en het hart knijpt om de bloedsomloop in gang te houden. Het knijpen van de robot is gesynchroniseerd met het bestaande ritme van het hart, waardoor hij zelfstandig kan functioneren.

Het apparaat is al in meerdere varkens – met verschillende hartaandoeningen – getest en de robot wist in deze dieren de doorbloeding een uur lang goed in stand te houden.

Dvd-speler

Met deze robot worden er geen omleidingen meer in het lichaam geplaatst, wat de kans op bloedproppen verkleint. Ook hoeven patiënten dan geen (of minder) bloedverdunners meer te slikken.

Toch kan het hartapparaat nog worden verbeterd. Zo is hij verbonden aan een box, ter grootte van een dvd-speler, dat lucht moet pompen door de band, zodat deze zich kan samentrekken. Daarnaast duurt het nog wel even voordat de bot in mensen kan worden geplaatst; eerst moeten er nog meer tests in dieren worden gedaan. Maar als het eenmaal, geüpgraded en al, op de markt is, kan het de levens van patiënten die op een donorhart liggen te wachten heel wat makkelijker maken.

Het onderzoek staat gepubliceerd in Science Robotics.

Bronnen: Science Robotics, The Verge, Science Alert

Beeld: Payne et al., Sci Robot 2017

Lees ook:

• ‘Verwarde immuuncellen veroorzaken langere nasleep hartaanval’
• Slakkenslijm houdt een ‘gebroken hart’ bij elkaar

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!