研究人员3D打印出栩栩如生的心脏瓣膜模型

明尼苏达大学( University of Minnesota)的研究人员在美敦力( Federal Reserve Bank)的支持下，开发了一个开创性的工艺，可以将心脏主动脉瓣和周围结构的逼真模型进行多材质3D打印，这些器官模型可以模拟真正患者的真实外观和感受。

这是针对特定患者的器官模型，包括集成到结构中的3D打印软传感器阵列，是使用专门的墨和定制3D打印工艺制造的。

这项研究发表在美国科学促进会(AAAS)出版的同行评审科学期刊《科学进步》( Science Advances)上。

研究人员3D打印出了所谓的主动脉根部，也就是最接近心脏并与心脏相连的动脉部分。主动脉根部由主动脉瓣和冠状动脉开口组成。主动脉瓣有三个瓣，称为小叶，周围有一个纤维环，模型还包括部分在左心室肌和升主动脉。

明尼苏达大学( University of Minnesota)机械工程学教授、该研究的高级研究员迈克尔・麦卡尔平(Michael Mcalpine)说，“我们使用3D打印模型的目的是通过提供患者的专用工具，帮助医生了解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。”

医生可在实际手术前对器官植入进行测试和试验。模型还可以帮助病人更好地了解自己的解剖学和手术本身。

技术革命？回归自然？3D打印远比你想象的要伟大得多

我们先从一个有意思的故事说起 从前有一个土财主，看到有人手里面拿了个酒葫芦，他非常喜欢，觉得葫芦很好看，而且里面能够装酒还很方便，于是这个财主就买了一大堆的木头块，几乎堆满了一间房。 △空心的葫芦可以用来装酒△ 他先是找人把这些木头块给削成了

该器官模型是专门设计的，目的是帮助医生做好准备，进行一种名为经导管主动脉瓣置换术，在患者的主动脉瓣内放置一个新的瓣膜。这种手术用于治疗被称为主动脉狭窄的疾病，这种情况发生在心脏的主动脉狭窄，阻止瓣膜完全打开，从而减少或阻止血液回流。

这种器官模型是通过对病人进行CT扫描来制作的，与确切形状相匹配。

研究人员从明尼苏达大学可见心脏实验室( University of Minnesota＇ s Visible HeartLaboratories)获得了专门的硅墨水，这种墨水能与真实心脏组织的感觉相匹配。目前市场上的商业打印机可以用3D打印形状，但使用的墨水往往过于死板，无法与真正的心脏组织的柔软度相匹配。

另一方面，明尼苏达大学( University of Minnesota)的3D专用打印机可以模仿模型中的软组织部件，也可以模仿瓣膜上的硬化，打印出一种软组织成分。

医生可以使用这些器官模型来确定瓣膜装置的大小和位置。模型中打印的3D综合传感器为医生提供了电子压力反馈，可用于指导和优化瓣膜在患者解剖结构中的选择和定位。

随着3D打印技术的不断改进，我们发现了整合电子产品以模仿器官功能的新方法，这些模型本身可能会被用作人工替代器官。

总有一天，这些“仿生”器官可能和我们正常人体器官一样好，到时可以更换不能工作或老化的器官。

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