Inżynierowie z UNSW Sydney zbudowali miękkie robotyczne serce, które bije jak prawdziwe i potrafi odtwarzać konkretne choroby kardiologiczne. Urządzenie z silikonu i hydraulicznych „mięśni” ma dać badaczom realistyczne środowisko do testowania cewników i urządzeń medycznych, zanim trafią one na zwierzęta lub do pacjentów. Wyniki opisano 28 lipca 2026 za UNSW, a prace ukazały się w „Nature Communications” i „Advanced Science”.
Najważniejsze w skrócie
- Zespół z UNSW Sydney zbudował miękki robotyczny model lewej strony serca
- Konstrukcja: silikonowe błony, hydrauliczne sztuczne mięśnie, sztuczne mięśnie brodawkowate i struny ścięgniste
- Model odtwarza wypadanie i niedomykalność zastawki mitralnej oraz niewydolność serca z zachowaną frakcją wyrzutową (HFpEF)
- Przetestowano na nim m.in. nowe miękkie robotyczne cewniki kardiologiczne oraz obrazowanie ultrasonograficzne
- Prace opublikowano w „Nature Communications” i „Advanced Science”
Serce, które można „zepsuć” na zawołanie
Kluczem projektu nie jest samo bicie, lecz to, że urządzenie potrafi symulować chorobę. Model odwzorowuje warstwową budowę mięśnia sercowego dzięki miękkim, hydraulicznym włóknom mięśniowym owiniętym wokół silikonowych komór — dzięki temu odtwarza nie tylko zdrowy rytm, ale i patologie.
Znaleźliśmy sposób, by modelować tę architekturę włókien mięśniowych za pomocą miękkich robotycznych włókien.
Dr James Davies, badacz podoktorski w UNSW Medical Robotics Lab.
Zespół pokazał dwie typowe patologie. Pierwsza to wypadanie i niedomykalność zastawki mitralnej, czyli cofanie się krwi. Druga to HFpEF?HFpEF — niewydolność serca z zachowaną frakcją wyrzutową: Postać niewydolności, w której serce prawidłowo się kurczy, ale gorzej rozkurcza i napełnia krwią między uderzeniami. — stan, w którym serce gorzej się rozkurcza między uderzeniami. Model odwzorowuje przy tym zmienione ciśnienia i przepływy krwi, a nie tylko ruch ścian.
Z czego jest zbudowane
Konstrukcja łączy kilka warstw. Wewnętrzne komory tworzą silikonowe błony, a wokół nich owinięte są miękkie robotyczne sztuczne mięśnie napędzane ciśnieniem hydraulicznym, naśladujące warstwy naturalnego mięśnia.
Dodano też sztuczne mięśnie brodawkowate i struny ścięgniste?Struny ścięgniste: Cienkie pasma łączące płatki zastawek serca z mięśniami brodawkowatymi, utrzymujące zastawki pod napięciem. — struktury, które w prawdziwym sercu trzymają i napinają zastawki. Na razie model odtwarza tylko lewą stronę serca i jest opisywany jako proof-of-concept?Proof-of-concept: Wczesny prototyp, który dowodzi, że pomysł działa, ale nie jest jeszcze gotowym produktem., wymagający dalszej walidacji klinicznej. To narzędzie badawcze, nie implant ani produkt medyczny.
Poligon dla urządzeń, nie proteza
Cel jest inny niż w sztucznym sercu wszczepianym pacjentom: to platforma testowa. Na modelu sprawdzono nowe miękkie robotyczne cewniki kardiologiczne, pomiary ciśnienia i przepływu krwi oraz zgodność z echokardiografią?Echokardiografia: Badanie ultrasonograficzne serca, obrazujące jego strukturę i pracę w czasie rzeczywistym.. Urządzenia można prowadzić wewnątrz bijących struktur serca i obserwować, jak się zachowują.
To odróżnia podejście UNSW od klasycznych symulatorów — sztywnych modeli albo czysto komputerowych symulacji przepływu. Fizyczny, miękki model daje kontakt mechaniczny i realistyczną reakcję tkanki, czego symulacja numeryczna sama nie zapewni. Zespół wskazuje, że model pozwolił ograniczyć testy na zwierzętach na wczesnym etapie.
Nad projektem pracował zespół pod kierunkiem prof. Thanh Nho Do z UNSW School of Biomedical Engineering, we współpracy m.in. z kardiologiem prof. Christopherem Haywardem ze szpitala St Vincent's w Sydney — sygnał, że narzędzie powstaje z myślą o realnych zastosowaniach klinicznych.
Dlaczego to ważne?
Miękka robotyka najczęściej kojarzy się z chwytakami i manipulacją. Ten projekt pokazuje jej inną, mniej oczywistą wartość: budowę realistycznych „fantomów” biologicznych. Testowanie urządzeń kardiologicznych jest kosztowne, wolne i etycznie trudne, bo opiera się na zwierzętach i późnych próbach klinicznych.
Fizyczny model, który bije i potrafi odtworzyć konkretną chorobę, skraca tę drogę. Dla producentów sprzętu medycznego to potencjalnie tańszy i szybszy cykl rozwoju. Szerzej — to przykład konwergencji robotyki i medycyny, gdzie te same techniki (miękkie aktuatory, sterowanie ciśnieniem, sztuczne tkanki) służą nie pracy w fabryce, lecz rozumieniu i leczeniu ludzkiego ciała.
Co dalej?
- Zespół zapowiada modele dopasowane do konkretnego pacjenta, budowane na podstawie danych z obrazowania medycznego
- Kolejnym krokiem jest walidacja kliniczna — obecny model to proof-of-concept, nie zwalidowane narzędzie diagnostyczne
- Otwarte pozostaje rozszerzenie modelu poza lewą stronę serca oraz integracja z testami nowych cewników robotycznych
Źródła
- Robohub — Soft robotic heart offers new way to study disease and test life-saving devices
- Nature Communications — Soft robotic heart model
