3D打印“心臟”與“真心”無(wú)異 可根據(jù)特定形態(tài)和功能定制治療方案
來(lái)源：科技日?qǐng)?bào) 發(fā)布時(shí)間：2023-02-27 15:37:34
科技日?qǐng)?bào)北京2月26日電 (記者張佳欣)沒(méi)有兩個(gè)人的心跳是一樣的。心臟的大小和形狀可能因人而異，對(duì)于心臟病患者來(lái)說(shuō)，這些差異尤其明顯。美國(guó)麻省理工學(xué)院工程師團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種程序，可3D打印患者柔軟而靈活的心臟復(fù)制品，并可控制其泵送動(dòng)作，以模仿患者的泵血能力。他們希望通過(guò)這種方式幫助醫(yī)生根據(jù)患者特定的心臟形態(tài)和功能定制治療方案。研究團(tuán)隊(duì)22日在《科學(xué)·機(jī)器人》雜志上的一項(xiàng)研究中報(bào)告了該成果。
研究人員首先將患者心臟的醫(yī)學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為3D計(jì)算機(jī)模型，然后使用基于聚合物的墨水進(jìn)行3D打印，得到的是一個(gè)柔軟、靈活的外殼，與患者自己的心臟形狀一模一樣，研究小組還可使用這種方法打印患者的主動(dòng)脈。
為了模擬心臟的泵血?jiǎng)幼?，該團(tuán)隊(duì)制作了類似于血壓袖帶的袖套，將打印出來(lái)的心臟和主動(dòng)脈包裹起來(lái)。每個(gè)“袖套”的底面都類似于有精確圖案的氣泡膜。當(dāng)“袖套”連接到氣動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，研究人員可調(diào)整流出的空氣，有節(jié)奏地使套筒內(nèi)氣泡膨脹并收縮心臟，模仿其泵送動(dòng)作。
研究小組還在主動(dòng)脈周圍給一個(gè)單獨(dú)的套筒充氣。他們表示，可調(diào)整這種收縮以模仿主動(dòng)脈瓣狹窄。
醫(yī)生通常通過(guò)外科手術(shù)植入人造瓣膜來(lái)治療主動(dòng)脈狹窄，這種人造瓣膜可以擴(kuò)大主動(dòng)脈的自然瓣膜。該團(tuán)隊(duì)表示，未來(lái)醫(yī)生可能會(huì)使用他們的新程序首先打印患者的心臟和主動(dòng)脈，然后在打印的模型中植入各種瓣膜，看看哪種設(shè)計(jì)能產(chǎn)生最好的功能，并適合特定的患者。心臟復(fù)制品也可被實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療器械行業(yè)用作測(cè)試各種類型治療方法的現(xiàn)實(shí)平臺(tái)。
研究人員表示，每個(gè)人的心臟都是不同的，新系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，不僅可重建患者心臟的形態(tài)，還可重建其在生理和疾病方面的功能。
【總編輯圈點(diǎn)】
3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已有時(shí)日。比較常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景是，利用3D打印技術(shù)復(fù)制牙齒、骨骼等人體部位或器官，用于醫(yī)學(xué)訓(xùn)練和研究。當(dāng)然，也可以精準(zhǔn)地對(duì)患者的某個(gè)器官進(jìn)行3D建模并打印出來(lái)，幫助醫(yī)生做手術(shù)前的研究判斷和準(zhǔn)備。不過(guò)能夠?qū)⑷梭w器官?gòu)?fù)制出來(lái)，同時(shí)模擬這些器官運(yùn)行的應(yīng)用還比較少見(jiàn)。最新研究不但復(fù)制出柔軟靈活的心臟，還能讓這個(gè)“假心臟”模擬泵血?jiǎng)幼?，充分顯示出3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用正日益深入、精準(zhǔn)、高端。
責(zé)任編輯：邢敏
