ابتكر العلماء قلبًا آليًا ناعمًا يمكن أن يمنحهم طريقة جديدة لدراسة حالة غامضة تمثل ما يقرب من نصف حالات قصور القلب.
ويسمى هذا الشكل من قصور القلب فشل القلب مع الحفاظ على جزء القذف (HFpEF)، هي حالة يضخ فيها القلب كمية طبيعية من الدم ولكنه يصبح متصلبًا جدًا بحيث لا يتمكن من الاسترخاء وإعادة الامتلاء بشكل صحيح بين الضربات. زيادة 3 مليون أمريكي لديهم هذه الحالة، لكن الباحثين ما زالوا لا يفهمون بشكل كامل سبب تطورها من الصعب تصميم العلاجات التي تستهدف المرض بشكل مباشر.
الجهاز الجديد الموصوف في 1 يونيو في المجلة اتصالات الطبيعة، هو أول نموذج قلب آلي ناعم يمكنه ضبط كيفية استجابته للتغيرات في الضغط. فهو يقوم بشد أو إرخاء عضلاته الاصطناعية، مما يمكن الباحثين من التحكم في مدى تصلب القلب. وهذا يسمح لها بتقليد الإنسان المريض بشكل أفضل قلب.
النماذج المختبرية الحالية لـ HFpEF لها عيوب. تقليدي “حلقات تداول وهمية“استخدم المضخات والأنابيب الصلبة لإعادة تدفق الدم ولكن لا تشبه جسديًا القلب النابض. وقال مؤلف مشارك في الدراسة إن حيوانات المختبر تلتقط بيولوجيا أكثر واقعية ولكنها باهظة الثمن ولا تعكس تمامًا الأمراض البشرية ثانه نهو دو، مهندس الطب الحيوي وأستاذ مشارك في جامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا.
قال Nho Do لـ Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني: “لقد كان من الصعب جدًا دراسة وعلاج HFpEF”.
الإصدارات السابقة يمكن للقلب الآلي أن يعيد حركة القلب بشكل واقعي، لكنهم اتبعوا الأوامر الحالية التي لم تتكيف مع الظروف المتغيرة. يحاول النظام الجديد حل هذا القيد من خلال السماح لألياف العضلات الاصطناعية “بالشعور” بالضغط الناتج عن السائل الذي تضخه والتقلص أو الاسترخاء بشكل ديناميكي ضده.
تعتبر هذه التغذية المرتدة أمرًا بالغ الأهمية لإعادة إنتاج HFpEF، حيث يكمن التيبس غير الطبيعي – وليس الضخ الضعيف – في جوهر المرض.
احصل على الاكتشافات الأكثر روعة في العالم والتي يتم تسليمها مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك.
قام الباحثون ببناء نسخة طبق الأصل من السيليكون للجانب الأيسر من قلب الإنسان ولفوها بألياف عضلية صناعية مصنوعة من أنابيب مطاطية معززة بملفات زنبركية. يستشعر النموذج باستمرار الضغط الناتج عن تدفق السائل من خلاله ويضبط قوة عضلاته الاصطناعية استجابةً لذلك. ومن خلال تغيير مقدار مقاومة العضلات للتمدد أثناء امتلاء القلب، يمكن للباحثين تحديد مستويات مختلفة من التيبس.
وبدلاً من وضع نموذج للقطة واحدة لـ HFpEF، أعاد الباحثون إنشاء عدة مراحل من تطور المرض. في المراحل المبكرة، تبدأ قلوب المرضى في إظهار ضعف الاسترخاء بين الضربات، بينما في الحالات الأكثر تقدمًا، تكون الحرارة قاسية جدًا لدرجة أنها لا تستطيع الامتلاء بالدم بشكل كافٍ قبل الانقباض التالي.
القلب الآلي الناعم الذي يمكن أن يكون أرضًا مثالية للاختبارات الطبية – YouTube
شاهد
وقال نهو دو: “إذا تمكنا من نمذجة مسار تطور المرض، فقد نكون قادرين على استخدام نماذج مثل نموذجنا لتطوير أجهزة طبية تقاطع هذا المسار، بدلاً من مجرد علاج المرض في المرحلة النهائية”.
يركز العلاج الحالي لـ HFpEF إلى حد كبير على إدارة الأعراض والحالات المرتبطة بها، مثل ارتفاع ضغط الدم والسمنة والسكري. في السنوات الأخيرة، ثبت أن الأدوية المعروفة باسم مثبطات SGLT2 فعالة تقليل خطر العلاج في المستشفى في كثير من المرضى عن طريق تقليل السوائل الزائدة في الجسم. ولكن لا يزال هناك عدد قليل من العلاجات التي تستهدف تصلب عضلة القلب بشكل مباشر.
ويأمل الباحثون أن يمهد نموذجهم الجديد الطريق، لكنهم أكدوا على أن هذا العمل هو دليل مبكر على المفهوم. وبالتطلع إلى المستقبل، يأملون في تطوير نماذج قلب روبوتية متطورة بشكل متزايد يمكنها استكمال البيانات الأخرى حول HFpEF، بما في ذلك تلك المستمدة من المحاكاة الحاسوبية والدراسات على الحيوانات والاختبارات السريرية.
وقال نهو دو: “نأمل أن يكون التأثير الأكبر في فهم آليات HFpEF وتحسين الطريقة التي نطور بها أجهزة القلب والأوعية الدموية”.
Davies, J., Sharma, B., Ji, A., Vasquez, GM, Nguyen, CC, Nicotra, E., Zhu, K., Phan, PT, Wan, J., Rnjak-Kovacina, J., ستيفنز, M., Phan, H., Hayward, C., Lovell, NH, & Nho, T., DO. (2026). تعديل الامتثال لنموذج الأذيني البطيني الروبوتي الناعم لفشل القلب مع جزء القذف المحفوظ. اتصالات الطبيعة. https://doi.org/10.1038/s41467-026-73791-w
