Пока еще не удалось создать искусственное сердце, которое смогло работать достточно долго, но японские ученые близки к этому, и здесь им помогает PTC Creo.
Автор ДЖЕФФ ХЕДЖЕС (GEOFF HEDGES)
Как отмечает Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), почти 20 миллионов человек во всем мире страдают сердечной недостаточностью и каждый год добавляется 2 миллиона новых случаев. Многим из этих пациентов помогло бы новое сердце, но печальная правда заключается в том, что доноров просто-напросто не достаточно. Поэтому больные ждут.
Ученые отделения лучевой диагностики и биоинженерии медицинского факультета Токийского университета хотят это изменить. В Японии пациенты с заболеванием сердца ждут трансплантации в среднем 981 день, что больше двух с половиной лет. Если в Токио смогут изготовить искусственное устройство, работающее как человеческий орган, они смогли бы трансплантировать его больным людям и вернуть им хорошее здоровье, или, по меньшей мере, поддерживать их систему кровообращение до поиска донора.
Искусственные сердца – не новинка. Врачи используют механические насосы для поддержания жизни пациентов в ходе операции с 1950-х годов. Но, до сих пор, они могли заменить сердце только на короткий период, а это гораздо меньше 900 и боле дней, которые могут потребоваться на поиск донора.
Поэтому, используя для проектирования PTC Creo, ученые из Токийского университета начали создавать прототипы и тестировать ряд инновационных механических моделей на базе гидродинамического насоса с крыльчаткой. В качестве смазки используется кровь пациента, и создатели уверены. что движущиеся части не будут касаться друг друга. В результате получилось полностью искусственное сердце демонстрирующее исключительную производительность и долговечность.
И что же получилось? В 2008 году коза с трансплантированным искусственным сердцем прожила 153 дня. Модель с пневматическим приводом позволила другой козе прожить 532 дня. Это пока лучший показатель для устройства.
Сейчас ученые говорят, что они всего в нескольких месяцах от создания имплантируемого органа, который мог бы полностью заменить сердце человека на значительно больший период, чем это возможно сейчас.
Прототип искусственного сердца
Биоинженерия с помощью PTC Creo
Ученые из токийского университета используют PTC Creo Parametric для точного цифрового моделирования такого сложного объекта как сердце. С помощью расширения PTC Creo Simulate, они затем смогут проверить производительность своих 3D-моделей (например, оценить гидродинамические свойства) задолго до создания физических прототипов.
Модель искусственного сердца, спроектированная и рассчитанная в PTC Creo
«PTC Creo Simulate позволяет нам сэкономить существенное количество времени и избежать доработки, так как мы выявляем и решаем проблемы на ранних этапах – говорит доцент Исояма (Isoyama). – Используя этот программный продукт, мы можем применять основанный на анализе подход к проектированию, постоянно оптимизируя модель при получении обратной связи в ходе цифрового тестирования».
PTC Creo идеально подходит для университетской среды, когда в проекте принимают участие различные ученые. «Мне, как и другим участникам команды, быстро удалось освоить PTC Creo», –отмечает участник проекта, аспирант Юримото (Yurimoto).
Быстрая обучаемость играет важную роль, когда участники проекта имеют разный опыт. Кроме того, PTC Creo позволяет участникам команды лучше понимать то, что они создают.
«Подход к проектированию заключается в том, что каждый занимается своим делом: механикой, датчиками, электроникой и динамикой жидкости, – говорит Исояма. – Без 3D-модели нельзя визуальзно представить форму, выполнить моделирование и оптимизировать производительность сердца».
2016 год станет годом сердца?
Ученые из Токийского университета недавно совершили прорыв, который привел к существенному повышению стабильности гидродинамического подшипника используемого в модели. Это одна из причин, по которой они говорят, что к 2016 году их полностью искусственное сердце может быть готово.
«Мы рады поддержать инновационные исследования, выполненные в Токийском университете, – сказал старший вице-президент по образовательной программе PTC Джон Стюарт (John Stuart) – PTC верит, что успех нашей компании, наших клиентов и общества зависит от помощи в решении задач мирового масштаба».
Проект по созданию искусственного сердца служит отличным примером того, как научно-исследовательские организации используют решения PTC не только для подготовки инженеров будущего, но и для того, чтобы сделать жизнь лучше уже завтра!
Источник: http://creo.ptc.com/2015/01/13/artificial-heart-researchers-near-breakthrough-with-ptc-creo/
Перевод подготовлен компанией Ирисофт.