Il giovane ricercatore catanese Luca Rosalia è il primo autore di uno studio rivoluzionario, dal quale è nato il progetto di un cuore robotico. L’innovazione aiuterà i medici a personalizzare i trattamenti per i pazienti. I modelli robotici possono servire ai medici a concentrarsi su migliori impianti e cure più efficaci.
Un cuore robotico in 3D
Non esistono due cuori che battono allo stesso modo: dimensioni e forma variano da una persona all’altra. Queste differenze possono diventare maggiormente pronunziate per quelle persone che convivono con le malattie cardiache. Per aiutare i medici ad adattare i trattamenti alla forma e alla funzione cardiaca dei pazienti, gli ingegneri del MIT hanno sviluppato una procedura per stampare in 3D una replica del cuore.
Il primo autore dello studio è Luca Rosalia, giovane ricercatore originario di Catania, laureato al MIT-Harvard Program in Health Sciences and Technology. “Tutti i cuori sono diversi”, afferma Rosalia. “Ci sono enormi variazioni, soprattutto quando i pazienti sono malati. Il vantaggio del nostro sistema è che possiamo ricreare non solo la forma del cuore di un paziente, ma anche la sua funzione sia nella fisiologia che nella malattia”. I risultati conseguiti insieme ai suoi colleghi compaiono sulla rivista Science Robotics.
I coautori del MIT includono Caglar Ozturk, Debkalpa Goswami, Jean Bonnemain, Sophie Wang ed Ellen Roche. Insieme a loro: Benjamin Bonner del Massachusetts General Hospital, James Weaver dell’Università di Harvard e Christopher Nguyen, Rishi Puri e Samir Kapadia della Cleveland Clinic.
L’intuizione
Nel gennaio 2020, i membri del team, guidati dalla professoressa di ingegneria meccanica Ellen Roche, hanno sviluppato un “cuore ibrido biorobotico“. Poco dopo è subentrata la pandemia di Covid-19, che ha imposto uno stop. Luca Rosalia, però, ha continuato a lavorare nel suo campus universitario: “Ho ricreato l’intero sistema nella mia stanza del dormitorio quel marzo”, ricorda.
Quando il laboratorio ha riaperto, il team ha ripreso lì dove si era fermato, apportando miglioramenti. Ha quindi ampliato il suo approccio, per sviluppare manicotti e repliche cardiache specifiche per i singoli pazienti. Per questo, si è rivolto alla stampa 3D.
Come funziona il cuore robotico?
La procedura per creare il cuore robotico, prevede anzitutto una prima conversione delle immagini mediche del cuore in un modello computerizzato tridimensionale. I ricercatori possono stamparlo in 3D, con un inchiostro a base di polimeri. Ottengono così un guscio morbido e flessibile, della forma esatta del cuore del paziente. I ricercatori possono sfruttare lo stesso approccio per stampare l’aorta di un paziente.
Per imitare l’azione di pompaggio del cuore, il team ha fabbricato maniche simili a polsini per la pressione sanguigna che avvolgono un cuore e un’aorta stampati. I ricercatori hanno dimostrato che, per ogni modello di cuore, possono ricreare accuratamente le stesse pressioni e flussi di pompaggio del cuore che erano stati precedentemente misurati in ciascun rispettivo paziente.
