这种人工腔可以进行调节，以模拟健康和疾病状态。研究团队操控该模型模拟了右心室功能障碍的情况，包括肺动脉高压和心肌梗死。他们还利用该模型测试心脏装置。例如，研究团队植入了一个机械瓣膜来修复一个功能异常的天然瓣膜，然后观察心腔泵血功能的变化。.
他们声称，新型机器人右心腔（RRV）可以作为研究右心腔疾病和测试旨在治疗这些疾病的设备和疗法的现实平台。.
“在重症监护室环境中，右心室特别容易出现功能障碍，尤其是在接受机械通气的患者中，”麻省理工学院医学工程与科学研究所 (IMES) 的博士后研究员玛尼莎·辛格 (Manisha Singh) 说。“未来，RRV 模拟器可用于研究机械通气对右心室的影响，并制定策略来预防这些脆弱患者发生右心衰竭。”.
辛格及其同事在今天发表于《自然·心血管研究》杂志上的一篇论文中详细介绍了这项新设计。他们的合作者包括麻省理工学院机械工程系副主任兼IMES高级研究员艾伦·罗奇副教授，以及麻省理工学院的让·博内曼、卡格拉尔·厄兹图尔克、克拉拉·帕克、迭戈·奎韦多-莫雷诺、梅根·罗利特和范一玲，麻省总医院的布莱恩·艾尔斯，克利夫兰诊所的克里斯托弗·阮，以及波士顿儿童医院的莫萨布·赛义德。.
心跳的芭蕾
右心室是心脏的四个腔室之一，其他三个腔室分别是左心室和左、右心房。在这四个腔室中，左心室最为重要，因为它厚实的圆锥形肌肉负责将血液泵送到全身。相比之下，右心室就像一个“舞者”，它承担着较轻但同样至关重要的工作。.
罗奇指出：“右心室将缺氧血泵送到肺部，所以它不需要像左心室那样用力泵血。它的肌肉更薄，结构和运动也更复杂。”.
这种解剖结构的复杂性使得医生难以准确观察和评估心脏病患者的右心功能。.
“传统工具往往无法捕捉到右腔的复杂机制和动态，从而导致潜在的误诊和不充分的治疗策略，”辛格说。
为了增进对鲜为人知的右心腔的了解，并加速开发用于治疗其功能障碍的心脏设备，该团队设计了一个逼真的、功能性的右心腔模型，该模型既捕捉了其复杂的解剖结构，又捕捉了其泵血功能。.
该模型包含真正的心脏组织，研究团队选择加入心脏组织是因为它保留了过于复杂而无法通过合成方式复制的自然结构。.
罗氏解释说： “瓣膜内部有细小的索状结构和小的瓣叶，它们具有不同的材料特性，并随着腔壁肌肉同步运动。要熔化或打印这些非常精细的结构，难度相当大。”
心脏的寿命
在这项新研究中，研究团队报告称，他们从一头猪身上取出右心室，并对其进行处理以精心保护其内部结构。随后，他们在心室周围覆盖了一层硅胶内衬，作为柔软的人工心肌。在硅胶内衬中，研究团队嵌入了数根长长的、类似气球的管子，这些管子环绕着真正的心脏组织，其位置是研究团队通过计算机建模确定的，能够最佳地模拟心室的收缩。研究人员将每根管子连接到一个控制系统，该系统能够以模拟心脏实际节律和运动的频率对每根管子进行充气和放气。.
为了测试其泵送能力，研究团队向模型中注入了一种类似血液的粘稠液体。这种特殊的液体是透明的，工程师可以通过内部摄像头观察腔体泵送液体时内部阀门和结构的响应。.
他们发现，人工心室的泵血能力及其内部结构的功能与之前在健康活体动物身上观察到的情况相似，这表明该模型能够真实地模拟右心室的功能和解剖结构。研究人员还能够调节泵血管的频率和功率，以模拟各种心脏疾病，例如心律不齐、心肌无力和高血压。.
“从某种意义上说，我们正在‘复兴’心脏，并且以一种能够让我们研究并有可能治疗其功能障碍的方式进行复兴。”
为了证明人工腔可用于测试心脏装置
