3D打印和新材料

新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。应用于医疗器械中正在研发、性能超群的材料,比传统材料拥有更优异的性能。

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3D打印可助实现个性化置换心脏瓣膜

来源:中国科学报 2018-03-09 09:12

 

心脏左心房构成心底的大部分,有四个入口,一个出口。在左心房后壁的两侧,各有一对肺静脉口,为左心脏右肺静脉的入口;左心房的前下有左房室口,通向左心室。左心房前部向右前突出的部分,称左心耳。 左心室有出入二口。入口即左房室口,周缘附有左房室瓣(二尖瓣),按位置称前瓣、后瓣,它们亦有腱索分别与前、后乳头肌相连。出口为主动脉口,位于左房室口的右前上方,周缘附有半月形的主动脉瓣。右心室有出入二口,入口即右房室口,其周缘附有三块叶片状瓣膜,称右房室瓣(即三尖瓣)。按位置分别称前瓣、后瓣、隔瓣。瓣膜垂向室腔,并借许多线样的腱索与心室壁上的乳头肌相连。出口称肺动脉口,其周缘有三个半月形瓣膜,称肺动脉瓣。

美国俄亥俄州立大学研究团队近日在华盛顿举行的心血管研究技术大会上展示了一种3D打印技术,可通过个性化建模,来判断患者适合哪种心脏主动脉瓣置换方案以及预测手术并发症等,实现因人而治。

进行主动脉瓣置换术的主要原因是患者主动脉瓣狭窄,无法从左心室泵血到主动脉。置换术通常有两种方案,开胸手术或从大腿处插导管将生物瓣膜送入。

研究团队根据不同患者的CT扫描图片,使用多种柔性材料打印出主动脉瓣和周边结构的3D模型,并将模型放在心脏模拟器上做泵血实验,模拟新瓣膜如何工作,以便判断哪种手术方案和瓣膜类型更适合患者。

俄亥俄州立大学心脏病学专家斯科特·利利说,有些患者的心脏结构具有特殊性,例如瓣叶上有钙化结节,或冠状动脉与瓣膜很近,所以通过建模来确定如何置放瓣膜非常重要。

例如,3D建模结果显示一名78岁的患者主动脉根部过短,无法经导管置入瓣膜,因此采取了开胸术。

据研究人员介绍,使用激光和高速相机,可分别测量出有置换瓣膜或无置换瓣膜时的血流速度和涡流图。通过对不同疗法、瓣膜置放位置和类型进行模拟,可提早发现渗漏、凝血或冠状动脉阻塞等问题,进而选出最佳治疗方案。(生物谷Bioon.com)

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