科学家们已经使用3D打印技术创建了定制的、泵送病人心脏的复制品,这可以是医生在手术前测试哪种设备最合适。
麻省理工学院的研究人员在《科学机器人》杂志上撰文,描述了基于医学扫描的3D打印副本,模拟每个人实际心脏的力学和生理学。
一项回顾性研究表明,该模型预测了经导管主动脉瓣置换术患者的血流动力学变化,特别是美敦力公司的Evolut R和爱德华兹生命科学公司的Sapien 3。科学家们看到了这些复制品在测试TAVA设备方面的作用。
其他研究小组使用3D打印技术创建了钙化瓣膜的解剖模型。然而,麻省理工学院的研究人员表示,商用3D打印机所用材料的力学性能与天然心脏瓣膜的力学性能之间的差异“极大地损害了”复制品可靠地模拟患者特定血流动力学的能力。
《科学机器人》的论文描述了一种复制心脏力学和生理学的尝试。合作者使用聚合物墨水,打印出每个患者心脏形状的柔软、灵活的外壳,以及配套的定制主动脉。然后,该团队制作了针对患者的软机器人袖,具有与血压袖带类似的机制,可以收缩心脏并模拟血液的泵送。
Christopher Nguyen是哈佛医学院的医学助理教授,也是这篇论文的合著者,他概述了该系统如何优化TAVR手术,使医生能够选择最适合患者解剖结构的瓣膜,并计划他们的手术。
Nguyen说:“患者将完成他们的成像,他们无论如何都会这样做,我们将用它来制作这个系统,理想情况下是在一天之内。”“一旦它开始运行,临床医生就可以测试不同的瓣膜类型和大小,看看哪种效果最好,然后用它来植入。”
研究人员还看到了该技术在新设备开发中的作用。通过在一系列临床病例中测试他们的设备,爱德华兹、美敦力和其他TAVR设备的开发商可以扩大他们产品的可用性,包括不适合现有瓣膜的不寻常解剖结构的患者。