Dalla Svizzera il cuore artificiale stampato in 3D e perfettamente funzionante

Nel mondo, oltre 26 milioni di persone soffrono di insufficienza cardiaca grave: una condizione per la quale un trapianto di cuore può essere l’unica soluzione per salvare la vita del paziente. I donatori, però, non sono mai sufficienti e le liste d’attesa per sottoporsi all’operazione raggiungono numeri impressionanti: all’inizio di quest’anno, solo in Italia erano in attesa di trapianto 8.856 pazienti, di cui circa 700 per quello cardiaco. Non stupisce, quindi, che siano in aumento le richieste di trapianto di cuore artificiale, che al momento viene però utilizzato quasi esclusivamente come dispositivo temporaneo in attesa di trovare un donatore.

Lo scenario complessivo dei trapianti di cuore potrebbe in futuro cambiare drasticamente, grazie alla tecnologia in corso di sviluppo da parte di un team di ricercatori, guidato da Nicholas Cohrs, del Laboratorio di Materiali Funzionali dell’ETH di Zurigo, che ha da poco pubblicato sulla rivista specializzata Artificial Organs i risultati ottenuti nella produzione di un cuore artificiale costruito grazie a una stampante 3D, in grado di pompare sangue e interamente in silicone, senza parti meccaniche e in metallo.

Gran parte del merito è della stampa 3D, che ha permesso ai ricercatori di creare una complessa struttura interna pur utilizzando esclusivamente un materiale morbido e flessibile come il silicone. Trattandosi di un monoblocco, inoltre, non bisogna preoccuparsi dell’integrazione dei vari componenti interni, con l’eccezione delle porte necessarie a far entrare e uscire il sangue del paziente.

Il cuore artificiale sviluppato all’interno del Politecnico svizzero ha una dimensione di 679 centimetri cubi e pesa poco meno di 400 grammi. L’aspetto è simile a quello di un vero e proprio cuore, di cui inoltre riproduce fedelmente il funzionamento: “Ha un ventricolo destro e uno sinistro, proprio come il cuore umano, anche se a separarli non è un setto, ma una camera pressurizzata che ha il compito di pompare il sangue sostituendo così la contrazione del muscolo del cuore umano”, si legge sul sito dell’ETH.

Questo sistema risolverebbe molti degli svantaggi dei cuori artificiali tradizionali, le cui parti meccaniche possono avere parecchie complicazioni e in cui, si legge sempre sul sito, la mancanza di un impulso fisiologico da parte del paziente potrebbe provocare conseguenze negative. Inoltre, le parti plastiche e metalliche sono difficili da integrare con il tessuto umano e il loro movimento innaturale può anche danneggiare il sangue.

“Da ingegnere meccanico, non avrei mai pensato che avrei tenuto tra le mani un cuore artificiale morbido”, ha spiegato Anastasios Petrou, uno dei membri dell’equipe. “Al momento, il nostro sistema è probabilmente uno dei migliori del mondo”.

Questo, comunque, non significa che nel giro di qualche tempo sarà possibile sostituire gli attuali trapianti di cuore, organico o meccanico, con quello in silicone progettato all’ETH. Gli ostacoli da superare sono infatti ancora parecchi: al momento, questo dispositivo cardiaco ha un’autonomia limitata a circa 3 mila battiti, il che significa che non resiste più 30/40 minuti; dopodiché i materiali di cui il cuore è costituito non reggono lo sforzo necessario.

“Il nostro è stato solo un test di fattibilità”, ha spiegato Nicholas Cohrs. “L’obiettivo non era quello di presentare un cuore pronto per il trapianto, ma dimostrare che c’è un’altra strada che si può seguire nel campo dei cuori artificiali”. La prossima sfida, quindi, sarà quella di migliorare in maniera significativa la resistenza e le prestazioni del materiale utilizzato.