研究人员3-D打印逼真的心阀型号

明尼苏达大学的研究人员随着Medtronic的支持，已经为心脏主动脉瓣的逼真模型和周围结构的逼真模型开发了一个开创性的方法，这些方法是模仿真实患者的精确外观和感觉。

这些特定患者特定的器官模型包括集成在结构中的3-D印刷的软传感器阵列，使用专用油墨和定制的3-D印刷工艺制造。这种模型可用于最低限度的准备侵入手续在全球数千名患者中提高成果。

该研究发表在科学推进。

研究人员3-D印刷了所谓的主动脉根，最接近和心脏的主动脉的部分。主动脉根由主动脉瓣和冠状动脉的开口组成。主动脉瓣有三个襟翼，称为小叶，被纤维环包围。这模型还包括左心室肌肉的一部分和升高的主动脉。

迈克尔·麦卡尔平说:“我们使用3d打印模型的目的是通过为患者提供特定工具，帮助医生了解特定患者心脏的确切解剖结构和机械特性，从而减少医疗风险和并发症。”他是明尼苏达大学机械工程教授，也是这项研究的高级研究员。“医生可以在实际手术前测试和尝试瓣膜植入物。这些模型还可以帮助患者更好地了解自己的解剖结构和手术本身。”

该器官模型专门设计用于帮助医生准备一个称为经膜状管主动脉瓣更换（TAVR）的程序，其中将新阀放置在患者的本地主动脉瓣膜内。该过程用于治疗调用的条件主动脉狭窄当心脏发生时发生主动脉瓣缩小并防止阀门完全打开，从而降低或阻断从心脏进入主动脉的血液流动。主动脉狭窄是老年人最常见的心血管条件之一，并影响北美75岁以上的约270万人。tavr程序侵入性较少开放心脏手术修复损坏的阀门。

主动脉根模型通过使用患者的CT扫描来匹配精确的形状。然后，它们是3-D使用专用的基于硅胶基墨水打印，机械地匹配真实的心脏组织的感觉，从明尼苏达大学的可见心脏实验室获得的研究人员。目前市场上的商业打印机可以3-D打印形状，但使用墨水通常太僵硬而无法匹配真实的柔软性心组织。

在翻盖方面，明尼苏达大学的专业三维打印机能够模仿模型的软组织成分，以及通过印刷类似于建筑用痉挛的浆料的油墨来模仿阀门襟翼的硬钙化修复干墙和石膏。

医生可以使用这些模型来确定手术过程中瓣膜装置的大小和位置。在模型中集成的3d打印传感器给医生电子压力反馈，可以用来指导和优化选择和定位阀门在患者的解剖学内。

但Mcalpine不会将此视为这款3-D印刷型号的道路末端。

“随着我们的三维印刷技术继续改进，我们发现将电子设备集成到模拟器官功能的新方法，模型本身可以用作人工替代器官，”麦克林斯表示，在大学的Kuhrmeyer家庭椅子授权明尼苏达州机械工程系。“有一天可能这些'仿生'器官可以和他们的生物同行一样好或更好。”

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