麻省理工学院正在运用3D打印技术开发定制机器人心脏,帮助医生根据病人的身体状况和心脏结构制定个性化的治疗方案。
每个人的心脏都独具特色,形态和功能多种多样,这种个体化的特性在心脏疾病患者身上表现得尤为显著。
经过努力,麻省理工学院的研究小组已经成功开发出一种操作简便的3D打印技术,可以根据患者医学图像复制出柔软而灵活的机器人心脏,并模拟其独特的血液输送能力。
该技术先是通过将患者心脏的医学图像转化为3D计算模型,然后使用基于聚合物的3D打印墨水,打印出与患者真实心脏完全相同的柔软与弹性外壳。同样地,这种3D打印技术也可用于打印患者的主动脉,即输送血液到身体其他部位的大动脉。
研究小组为了模拟心脏的泵送运动,设计了套筒来包裹打印的心脏和主动脉。当套筒连接到气动系统时,研究人员可以调节流出的空气,以模仿心脏的泵送运动,有力拓宽此技术应用的广度。
对于主动脉瓣狭窄等心脏疾病,植入人工瓣膜可能是常规手术方式,但未来有可能使用3D打印技术制作出病人的心脏和主动脉模型,将各种瓣膜植入模型中,以便医生观察哪条设计对患者最有效。
项目领导人、哈佛大学健康科学与技术项目的Luca Rosalia表示:“每个人的心脏基本不同,形态和功能都有独特之处,尤其是在患病时。3D打印技术的优势在于,我们不仅能够重现患者的心脏形态,还可以还原其生理和疾病特征。”
研究小组在研究中对15名被诊断为主动脉瓣狭窄的患者进行了医学扫描,并将每个患者的医学扫描数据转化为对应的左心室和主动脉3D计算模型。3D打印出的模型准确重现了每个病人在过去测量中的心脏泵送压力和流量,最终为个性化治疗提供了可靠的保证。
机械工程教授Ellen Roche认为,针对性的3D打印技术可以帮助开发和确定特别困难的心脏结构病例的最佳治疗方案。
该项目得到了美国国家科学基金会、美国国家卫生研究院和美国国家心肺血液研究所的一部分资助。
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时间与地点
9月12日 09:00 - 17:30
9月13日 09:00 - 17:30
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国家会展中心(上海)4.1馆