ウィスコンシン州マディソンのInvivoSciences社は、NuHeartと名付けた微細にエンジニアリングされた心臓組織を開発しました。人間の体は時間と共に機能が低下し、心臓や肺の能力が衰え、耳や腎臓、膵臓なども追いつかなくなることがあります。最先端の医療治療を受けても、生活の質は低下し、時には早死にすることもあります。このため、科学者たちは人間の体内、体のそば、または体外で機能し、失われたり低下したりした機能を回復する高度な合成臓器を開発しています。
合成臓器の開発は困難を伴いますが、医学、バイオエンジニアリング、材料科学、人工知能（AI）などの分野での急速な進歩により、置換臓器が形を成し始めています。初期の合成臓器は機械的な機能に依存していましたが、エンジニアリングと材料の進歩により、自然または合成組織を取り入れた臓器が生産されています。合成臓器は、機械的デバイス、生きたまたは合成組織を取り入れたシステム、そして材料と技術の組み合わせを含むハイブリッド生体合成システムを含みます。注目は人間の心臓に集まっていますが、研究者たちは着用可能な腎臓、人工肺、合成肝臓、バイオニックアイ、人工膵臓も開発しています。
合成臓器の開発は難しいままですが、体内に設置されたセンサーは血糖値やホルモンレベルの監視と調節に役立ちます。しかし、脳や網膜のような興奮性組織とインターフェースする多くのシステムは、多数の電極を使用する方が機能が向上します。これらの電極を体内のニューロンに接続することで、合成臓器はリアルタイムで外部環境と相互作用することができます。合成臓器システムには電力が必要であり、例えば心臓ポンプは他のデバイスよりもはるかに多くのエネルギーを消費します。
MITの研究者たちは、心臓の右室のロボットレプリカを開発しました。このロボ-ベントリクルは、実際の心臓組織と合成のバルーン状の筋肉を組み合わせており、健康から病気の状態まで特定の状態に特化して調整することができます。このモデルを使用して、人間に移植された心臓デバイスをテストし調整することができます。MITのグループは、プロジェクトと研究を全心臓に拡大し、将来の合成心臓を設計し微調整するために使用できるソフトロボティックシステムを開発することを目指しています。
合成臓器は、心臓や肺から膵臓や膀胱に至るまで、多くの分野で人々の生活を改善する重要な役割を果たす可能性があります。これらのシステムは、移植臓器が必要な人々にとって代替の道を提供する可能性があります。
from Artificial Organs Evolve.
