Когда вы думаете о биении сердца, возможно, вы просто представляете, как оно сокращается и увеличивается подобно тому, как резиновый мяч сжимается невидимой рукой. Однако в действительности движения сердца больше похожи на то, как вы выжимаете полотенце, т.е. верхняя часть органа скручивается по часовой стрелке, а нижняя – против часовой. Этот процесс известен как скручивание левого желудочка, и ученым удалось воспроизвести его с использованием искусственных мышц. Исследование может стать результатом улучшения работы сердечных имплантатов. Искусственные мышцы – для лучшего биения сердечного имплантата .

Работа была проведена учеными с биоинженерного факультета Института Висса при Гарвардском университете (США), а также Школы инженерных и прикладных наук при том же Университете.

Они начали свое исследование с того, что называется пневматическими искусственными мышцами, или воздушными мышцами (ВМ).

По модели исчерченного мышечного волокна, которое находится в сердце, эти мышцы сделаны из силиконового эластомера со встроенной плетеной сеткой, подключенной к воздушной трубке.

Когда воздух поступает в ВМ, последняя скручивается, соответственно, становясь короче. Это очень похоже на натуральные волокна, которые взаимодействую таким же образом – скручиваясь и сокращаясь.

Затем несколько воздушных мышц были помещены внутрь одной матрицы из того же эластомера, из которого сделаны первые.

При помощи процесса управления их ориентации по отношению друг к другу, а также же выборочного добавления различного объема давления в различные мышцы, ученые смогли добиться, чтобы некоторые ВМ скручивались в одном направлении, а остальные – в противоположном.

В результате силиконовая матрица продемонстрировала то же самое трехмерное скручивание, что и настоящее сердце.

Возможное использование, которое сразу приходит на ум, – это имплантированные приборы, которые могут помочь или даже полностью заменить больное сердце. Вдобавок путем отключения некоторых мышц, стало возможным воспроизводить движения сердца при заболеваниях. Это может оказаться полезным в моделях, использующихся для разработки методов лечения в таких условиях.

Научная статья, описывающая исследование, была недавно опубликована в журнале Advanced Materials.

Вы можете посмотреть на прототип со встроенной воздушной мышцей в работе на видео ниже.