麻省理工學(xué)院3D打印心臟,，外觀和行為“宛若真品”

南極熊導(dǎo)讀：人類的科學(xué)技術(shù)在過去的幾個世紀里取得了長足的進步,，不可否認的是,，我們看到增長最快的一個領(lǐng)域是醫(yī)療�,？紤]到?jīng)]有什么比面臨嚴重健康問題的前景更可怕,，這也許不足為奇。它也是總體上最具創(chuàng)新性的行業(yè)之一,，總是尋求采用新技術(shù),，當(dāng)然包括增材制造。

2023年2月26日,，南極熊獲悉,，麻省理工學(xué)院的工程師們成功打造了一顆3D打印的機器人心臟，它可以完美復(fù)制患者的心臟,，從外觀到心跳,，都能更有效地治療心臟病。

心臟問題是全世界最主要的致死原因之一,。事實上,，根據(jù)統(tǒng)計，每年約有 647,000 名美國人死于心臟病,，這意味著每4人中就有1人死于心臟病,。CDC甚至指出它是美國的頭號死因。此外,，數(shù)據(jù)顯示這一數(shù)字只增不減,，一項研究表明，在大流行期間,，所有年齡組的心臟病死亡率都發(fā)生了急劇變化,。因此,，尋找治療心臟病的方法是許多醫(yī)學(xué)界的首要任務(wù)。在這里,，3D 打印尤其可以在幫助為每位患者量身定制治療方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

△3D打印的心臟復(fù)制品

更逼真的 3D 打印心臟復(fù)制品

這個特殊的項目是由麻省理工學(xué)院研究人員主導(dǎo),，包括 Luca Rosalia,、Caglar Ozturk、Debkalpa Goswami,、Jean Bonnemain,、Sophie Wang 和 Ellen Roche，以及麻省總醫(yī)院的 Benjamin Bonner,、哈佛大學(xué)的 James Weaver 和 Christopher Nguyen,，俄亥俄州克利夫蘭診所的 Rishi Puri 和 Samir Kapadia。他們的目標(biāo)是制造一個機器人心臟,，它是一個柔軟而靈活的患者復(fù)制品,，以幫助治療不同的心臟疾病，包括尋找更合適的植入物或開發(fā)最佳功能并適合主動脈中的合成瓣膜,。研究項目得到了美國國家科學(xué)基金會,、美國國立衛(wèi)生研究院和美國國家心肺血液研究所的部分支持。

為此,，他們求助于 3D 打印,。或者更具體地說,，他們使用了一種基于聚合物的墨水,，這種墨水一旦固化就能夠擠壓和拉伸，類似于真正跳動的心臟,。這是由患者的醫(yī)學(xué)掃描制成的,，然后將其轉(zhuǎn)換為 3D 模型并打印出來，從而形成柔軟,、解剖學(xué)上準(zhǔn)確的心室和血管外殼,。此外，為了重現(xiàn)心臟的跳動,，該團隊制作了套筒來包裹可以連接到空氣泵系統(tǒng)的模型,，使它們能夠收縮和收縮模型。Roche評論說：“能夠匹配患者的流量和壓力非常令人鼓舞,。我們不僅要打印心臟的解剖結(jié)構(gòu),，還要復(fù)制它的力學(xué)和生理學(xué)。這就是我們感到興奮的部分,�,！�

最終,，這似乎取得了成功，研究人員能夠證明他們不僅可以完美地復(fù)制心臟的形狀和外觀,，還可以準(zhǔn)確地復(fù)制先前在每個患者身上測量的心臟泵壓和流量,。這最終被用來查看心臟是否可以幫助確定適合患者的治療方法。例如,，比較不同尺寸的植入物,，使他們能夠看到哪種植入物最適合和流動。研究人員指出,，它可能特別有助于為可能具有獨特或具有挑戰(zhàn)性的心臟幾何結(jié)構(gòu)的個人開發(fā)理想的治療方法,。