俄亥俄州醫(yī)生使用3D打印主動脈幫助治療病人

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打印患者主動脈。這些3D打印的主動脈模型可以在心臟模擬器中測試以確定患者的最佳治療過程。

   在心臟模擬器中測試3D打印的主動脈

患者可能需要主動脈瓣置換的原因很多。然而，最常見的原因之一是主動脈瓣狹窄，瓣膜開口變窄。當(dāng)瓣膜“小葉”由于鈣化而僵硬時會發(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)男袆臃绞?，這通常是以下兩種情況之一：要么完全用有風(fēng)險的心臟直視手術(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行3D打印的主動脈

它涉及在3D打印復(fù)制主動脈之前使用CT掃描儀獲得患者主動脈的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打印的主動脈瓣安裝到物理心臟模擬器上，從而了解患者可能如何對新的主動脈瓣膜或經(jīng)導(dǎo)管程序作出反應(yīng)。

“對于大多數(shù)患者來說，可用的瓣膜可以起到相當(dāng)?shù)淖饔?。”介入心臟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)冠狀動脈。重建閥門所在區(qū)域的能力非常重要?！?br />
Lilly與一個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)療團隊可以使用激光和高速攝像頭測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)。”計算機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血管，甚至是否可以繼續(xù)進行瓣膜置換。這些討論直接告訴我們?nèi)绾翁幚碓S多瓣膜置換手術(shù)?！?br />
Dasi的團隊現(xiàn)在計劃改進自己的生物瓣膜，目前耐用性有限。未來的合成版本可以通過生物分子增強，使未來的經(jīng)導(dǎo)管心臟瓣膜更便宜，更持久。

來源：中國3D打印網(wǎng)