俄亥俄州醫(yī)生使用3D打印主動(dòng)脈幫助治療病人

據(jù)南極熊了解， 近日，俄亥俄州立大學(xué)的醫(yī)生和生物醫(yī)學(xué)工程師已經(jīng)使用CT掃描數(shù)據(jù)在柔性材料上3D打印患者主動(dòng)脈。這些3D打印的主動(dòng)脈模型可以在心臟模擬器中測(cè)試以確定患者的最佳治療過程。

   在心臟模擬器中測(cè)試3D打印的主動(dòng)脈

患者可能需要主動(dòng)脈瓣置換的原因很多。然而，最常見的原因之一是主動(dòng)脈瓣狹窄，瓣膜開口變窄。當(dāng)瓣膜“小葉”由于鈣化而僵硬時(shí)會(huì)發(fā)生這種狹窄，這阻止了左心室將足夠量的血液泵入主動(dòng)脈。一旦瓣膜以這種方式患病，醫(yī)生需要決定適當(dāng)?shù)男袆?dòng)方式，這通常是以下兩種情況之一：要么完全用有風(fēng)險(xiǎn)的心臟直視手術(shù)（需要打開胸腔）替換患病瓣膜，要么使用更安全的經(jīng)導(dǎo)管法來通過在血管部署生物假體組織瓣膜。

但是選擇哪種方法？對(duì)于俄亥俄州立大學(xué)韋克斯納醫(yī)療中心的醫(yī)生來說，3D打印技巧正在幫助他們以更明智的方式做出這一艱難的決定。

用人造血液在心臟模擬器中進(jìn)行3D打印的主動(dòng)脈

它涉及在3D打印復(fù)制主動(dòng)脈之前使用CT掃描儀獲得患者主動(dòng)脈的3D圖像，然后使用一種靈活的3D打印燈絲。然后可以將這些3D打印的主動(dòng)脈瓣安裝到物理心臟模擬器上，從而了解患者可能如何對(duì)新的主動(dòng)脈瓣膜或經(jīng)導(dǎo)管程序作出反應(yīng)。

“對(duì)于大多數(shù)患者來說，可用的瓣膜可以起到相當(dāng)?shù)淖饔谩！苯槿胄呐K病專家兼俄亥俄州立羅斯心臟醫(yī)院結(jié)構(gòu)性心臟病項(xiàng)目的聯(lián)合主任Scott Lilly博士說。 “但是，在某些情況下，患者的解剖結(jié)構(gòu)可能會(huì)需要額外的考慮。例如，患者可能在瓣葉上出現(xiàn)鈣化結(jié)節(jié)，或在瓣膜附近出現(xiàn)冠狀動(dòng)脈。重建閥門所在區(qū)域的能力非常重要�！�

Lilly與一個(gè)由俄亥俄州戴維斯心肺研究所生物醫(yī)學(xué)工程和外科副教授Lakshmi Prasad Dasi領(lǐng)導(dǎo)的研究小組合作，獲得這些3D打印模型，然后將這些模型加載到心臟模擬器中使用人造血液，令人驚訝的是，人造血液是完全透明！以便于觀察。

    Scott Lilly博士執(zhí)行經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換術(shù)（圖片：俄亥俄州立大學(xué)）

通過安裝心臟模擬器，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)可以使用激光和高速攝像頭測(cè)量帶有或不帶有置換瓣膜的血流速度和渦流模式。“我們可以模擬各種治療方法，位置和類型的閥門，以更好地理解諸如泄漏，凝血或冠狀動(dòng)脈阻塞等問題，”Dasi說。 “我們可以觀察到不同的瓣膜不僅可以緩解狹窄，還可以減少小葉上形成血栓的可能性，這是治療的目標(biāo)�！庇�(jì)算機(jī)模型也用于分析血流量，以及經(jīng)導(dǎo)管瓣膜與患者解剖結(jié)構(gòu)之間的相互作用。Lilly解釋說：“使用3D建模，我們可以確定在部署期間是否保護(hù)血管，甚至是否可以繼續(xù)進(jìn)行瓣膜置換。這些討論直接告訴我們?nèi)绾翁幚碓S多瓣膜置換手術(shù)�！�

Dasi的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在計(jì)劃改進(jìn)自己的生物瓣膜，目前耐用性有限。未來的合成版本可以通過生物分子增強(qiáng)，使未來的經(jīng)導(dǎo)管心臟瓣膜更便宜，更持久。

來源：中國(guó)3D打印網(wǎng)