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科學家3D列印心臟瓣膜模型 提高置換手術成功率

科學家3D列印心臟瓣膜模型 提高置換手術成功率

近日,喬治亞理工學院和皮埃蒙特心臟研究所的科研團隊在藉助患者心臟CT掃描的基礎上3D列印了心臟瓣膜模型,以提高經導管主動脈瓣置換(TAVR)手術的成功率。目前,該研究已經發表在《JACC: Cardiovascular Imaging》上。

據介紹,他們開展這項研究的主要目的是避免瓣周漏問題。瓣周漏是一種相對罕見的TAVR併發症。在TAVR手術中,如果替換瓣膜不太合適,這種癥狀就會出現,表現為心臟組織和植入瓣膜之間漏血,最終導致患者更早死亡。

「我們的想法是,既然我們可以用組織模擬3D列印技術為病人製作一個定製模型,那我們可以測試人工瓣膜與3D列印模型之間配合得如何,然後看看是否能預測出漏血,」研究人員解釋說。

在瓣膜置換手術的準備階段,心臟病專家已經評估和預測了各種臨床風險,但我們的3D列印模型提供了一種定量方法來評估人工瓣膜與患者的匹配度。」

研究人員使用一台多材料3D印表機來列印心臟瓣膜,這樣他們能控制列印材料的「直徑和彎曲波長」,從而讓模型更好地模擬組織的生理特性。該模型甚至能表現特殊情況,如鈣沉積,主動脈瓣狹窄的一個常見潛在因素。研究人員表示,這些3D列印瓣膜的表現與真實瓣膜的相似。

研究結果表明,這些模型能準確顯示出哪些患者可能會出現漏血情況,甚至能顯示出這種併發症的位置和嚴重程度。「這項研究的結果十分鼓舞人心。即使瓣膜置換手術已經相當成熟,但在某些病例中,採用一個不同尺寸的瓣膜或不同的製造商就能提高療效,而3D列印將能確定哪一個最合適,」研究人員說。他們計劃繼續這個項目,評估3D列印瓣膜作為一種術前計劃工具的使用,測試更多的模型,並尋找新方法來分析測試結果。

「最終,一旦患者進行了CT掃描,我們可以創建一個模型,在其上嘗試不同類型的瓣膜,並告訴醫生哪一個可能最有效,」研究人員說,「我們甚至可以預測一名患者可能會出現中度瓣周漏,但一個球囊擴張就能解決這個問題。」

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