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3D打印“心髒”與“真心”無異 可根據特定形態和功能定製治療方案

發布時間:2023-02-27 15:15:00來源: 科技日報

  科技日報北京2月26日電 (記者張佳欣)沒有兩(liang) 個(ge) 人的心跳是一樣的。心髒的大小和形狀可能因人而異,對於(yu) 心髒病患者來說,這些差異尤其明顯。美國麻省理工學院工程師團隊開發出一種程序,可3D打印患者柔軟而靈活的心髒複製品,並可控製其泵送動作,以模仿患者的泵血能力。他們(men) 希望通過這種方式幫助醫生根據患者特定的心髒形態和功能定製治療方案。研究團隊22日在《科學·機器人》雜誌上的一項研究中報告了該成果。

  研究人員首先將患者心髒的醫學圖像轉換為(wei) 3D計算機模型,然後使用基於(yu) 聚合物的墨水進行3D打印,得到的是一個(ge) 柔軟、靈活的外殼,與(yu) 患者自己的心髒形狀一模一樣,研究小組還可使用這種方法打印患者的主動脈。

  為(wei) 了模擬心髒的泵血動作,該團隊製作了類似於(yu) 血壓袖帶的袖套,將打印出來的心髒和主動脈包裹起來。每個(ge) “袖套”的底麵都類似於(yu) 有精確圖案的氣泡膜。當“袖套”連接到氣動係統時,研究人員可調整流出的空氣,有節奏地使套筒內(nei) 氣泡膨脹並收縮心髒,模仿其泵送動作。

  研究小組還在主動脈周圍給一個(ge) 單獨的套筒充氣。他們(men) 表示,可調整這種收縮以模仿主動脈瓣狹窄。

  醫生通常通過外科手術植入人造瓣膜來治療主動脈狹窄,這種人造瓣膜可以擴大主動脈的自然瓣膜。該團隊表示,未來醫生可能會(hui) 使用他們(men) 的新程序首先打印患者的心髒和主動脈,然後在打印的模型中植入各種瓣膜,看看哪種設計能產(chan) 生最好的功能,並適合特定的患者。心髒複製品也可被實驗室和醫療器械行業(ye) 用作測試各種類型治療方法的現實平台。

  研究人員表示,每個(ge) 人的心髒都是不同的,新係統的優(you) 勢在於(yu) ,不僅(jin) 可重建患者心髒的形態,還可重建其在生理和疾病方麵的功能。

  【總編輯圈點】

  3D打印在醫學領域的應用已有時日。比較常見的應用場景是,利用3D打印技術複製牙齒、骨骼等人體(ti) 部位或器官,用於(yu) 醫學訓練和研究。當然,也可以精準地對患者的某個(ge) 器官進行3D建模並打印出來,幫助醫生做手術前的研究判斷和準備。不過能夠將人體(ti) 器官複製出來,同時模擬這些器官運行的應用還比較少見。最新研究不但複製出柔軟靈活的心髒,還能讓這個(ge) “假心髒”模擬泵血動作,充分顯示出3D打印技術在醫學領域的應用正日益深入、精準、高端。

(責編:陳濛濛)

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