Em estudo recente publicado na revista Science Robotics, pesquisadores do Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) divulgaram uma técnica inédita para imprimir em 3D uma réplica macia e flexível do coração de um paciente. O objetivo é sincronizar o funcionamento da cópia com o bombeamento real de sangue (hemodinâmica) da pessoa.

Os engenheiros pretendem criar um coração robótico customizado que auxilie a equipe médica a adaptar os tratamentos à forma e função cardíaca específicas de cada paciente. Essa é a primeira vez que imagens médicas do coração de um enfermo são convertidas em um modelo de computação tridimensional, que pode ser impresso com o uso de tinta à base de polímero. 

O resultado é uma concha macia e flexível do formato exato do coração copiado. A mesma abordagem pode ser usada para imprimir uma cópia da aorta, principal artéria responsável por transportar o sangue do coração para o resto do corpo. O trabalho valida o uso da robótica leve para recriar modelos de doença cardiovasculares – como a estenose aórtica e a disfunção diastólica – com alta fidelidade.

Como foram desenvolvidos os corações customizados?

Na criação dos corações personalizados, tudo começa com os exames médicos reais dos pacientes. No estudo, os pesquisadores usaram imagens de 15 pessoas enfermas com estenose aórtica (estreitamento do orifício dessa válvula do coração). Ecocardiogramas de cada indivíduo foram convertidos em modelos 3D do ventrículo esquerdo e da aorta. Com os inputs, a impressora gerou as conchas macias, que são "moldes" do ventrículo e da artéria.

Para simular o bombeamento de sangue do coração, os pesquisadores usaram "mangas" robóticas parecidas com manguitos dos aparelhos de pressão. Essas peças foram conectadas a um sistema pneumático, interligadas a outros componentes e infladas ritmicamente com ar comprimido, para contrair e dilatar o "coração" robótico.

Além de replicar exatamente os fluxos e pressões dos pacientes, a equipe conseguiu também reproduzir as intervenções às quais alguns deles foram submetidos. Como uma parte dos indivíduos recebeu implantes de válvula para alargar a aorta, as réplicas foram impressas com a correção cirúrgica. Nos testes com os corações robóticos, a válvula mostrou uma melhora no fluxo semelhante à dos pacientes reais.