Александра Яковлева25 августа 2026, 13:11
Инженеры из Texas A&M University создали насос Hemadyne, способный точно воспроизводить сложные волны кровотока человека в лабораторных условиях.
© Nariman Safarov/iStock.com
Устройство испытали на миниатюрных сосудистых чипах с живыми человеческими клетками, и оно поддерживало их жизнеспособность на протяжении 60 дней. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications (англ.) Идею для разработки подсказал обычный уличный аккордеонист.
Кровоток в сердечно-сосудистой системе — это сложные пульсирующие волны с резкими перепадами скорости и даже кратковременными изменениями направления. Воспроизвести такой поток в лаборатории непросто: стандартные шприцевые и перистальтические насосы не всегда справляются с нужной точностью и временным разрешением. Это ограничивает возможности так называемых органов-на-чипе — миниатюрных лабораторных моделей тканей и органов, которые используют для изучения болезней и тестирования лекарств.
Решение пришло неожиданно. Создатели из Texas A&M University увидели на уличном концерте аккордеониста, и принцип работы инструмента лёг в основу насоса Hemadyne. В устройстве сжатие и расслабление механической камеры управляет движением жидкости, точно так же как мехи аккордеона управляют потоком воздуха.
Исследователи переводили клинические допплеровские волновые формы кровотока в G-код — язык команд, схожий с тем, что используют 3D-принтеры, — и этот код управлял мотором Hemadyne. Стабильность потока контролировал пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор (ПИД-регулятор), который не фиксировал отклонений от заданного значения на протяжении нескольких часов.
Важно понимать: пациентов в эксперименте не лечили. Устройство воспроизводило лишь записанные волновые формы кровотока на сосудистых чипах — лабораторных моделях с живыми человеческими эндотелиальными клетками, то есть клетками внутреннего слоя сосудов. Hemadyne поддерживал их жизнеспособность и функциональность в течение нескольких месяцев.
Ключевым биологическим результатом стало воспроизведение диастолического обратного тока — кратковременного момента, когда поток меняет направление.
Пока Hemadyne остаётся лабораторным инструментом. Однако технологию потенциально можно применять для создания персонализированных «сосудистых аватаров» пациента, изучения сосудистых заболеваний, тестирования лекарств, а также в исследованиях NASA в условиях микрогравитации. Это значит, что в будущем лабораторные модели сосудов смогут точнее отражать индивидуальные особенности кровообращения конкретного человека без каких-либо вмешательств в его организм.
Пока новая разработка остаётся экспериментом, не стоит забывать о пользе прослушивания музыки. Читайте в нашем тексте о том, как она влияет на здоровье.
Как музыка влияет на здоровье: что говорят научные исследования
Подпишитесь на «Рамблер» в Max! Будем на связи вопреки блокировкам и сбоям.
Источник: http://doctor.rambler.ru/bolezni/56958828-akkordeon-pomog-uchenym-sdelat-neozhidannyy-proryv-v-izuchenii-serdtsa/