3D-печать создало «живое» сердце для тренировок хирургов

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Новость | 3D-печать

Исследователи Вашингтонского государственного университета представили динамическую модель левой части сердца, созданную методом мягкой 3D-печати. Устройство воспроизводит анатомическую структуру и физиологические сокращения, позволяя отрабатывать малоинвазивные вмешательства без использования биологических тканей.

Автор: WSU Источник: news.wsu.edu

Суть разработки

Инженеры воссоздали предсердие, желудочек и митральный клапан с текстурой, приближенной к реальному миокарду. Для имитации сердечного ритма в стенки модели интегрированы пневматические актуаторы Маккиббена — мягкие роботизированные элементы, которые при подаче давления сокращаются, воспроизводя систолическую фазу сердечного цикла. Конструкция дополнена нитевидными элементами, имитирующими сухожильные хорды, которые обеспечивают физиологически точное движение клапана.

Модель печатается методом прямого экструзионного нанесения (DIW) с использованием силиконового композита, модуль упругости которого (около 123 кПа) соответствует показателям сердечной ткани в систолической фазе. В конструкцию встроены гибкие пьезорезистивные датчики, регистрирующие изменения давления в режиме реального времени. Частота сокращений регулируется и доводится до 70 ударов в минуту — значения, близкого к физиологической норме человека.

Разработка предназначена для отработки процедур краевой пластики митрального клапана — малоинвазивного метода коррекции регургитации. В ходе испытаний исследователи имплантировали в модель 3D-печатный корректирующий элемент, аналогичный клиническим устройствам типа MitraClip. После установки давление в левом желудочке в систолическую фазу возросло с 45,2 до 67,4 мм рт. ст., а фракция выброса увеличилась с 48% до 53%, что подтверждает эффективность тренажёра для оценки результатов вмешательства.

Синтетическая природа модели исключает этические ограничения, связанные с использованием животных тканей, и обеспечивает воспроизводимость экспериментов. Технология позволяет масштабировать производство персонализированных тренажёров на основе данных медицинской визуализации конкретного пациента. В перспективе разработчики планируют расширить модель до полнокамерной конфигурации с четырьмя клапанами.

Сердечно-сосудистые заболевания остаются ведущей причиной смертности в мире. Малоинвазивные кардиохирургические процедуры требуют высокой точности исполнения, и ошибки на этапе обучения могут иметь серьёзные последствия. Традиционные методы подготовки — работа с кадаверным материалом или животными моделями — ограничены этически, логистически и не позволяют тиражировать сценарии патологий. Предложенное решение закрывает эти пробелы, сочетая анатомическую достоверность с контролируемой динамикой.

Источник: interestingengineering

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Что, если у времени два измерения: как новая гипотеза объясняет черные дыры и квантовую механику

В современной теоретической физике существует заметная асимметрия в том, как ученые обращаются с пространством и временем. Когда исследователям не хватает существующих законов для объяснения...

Запечатанные 4000 лет назад письма Месопотамии прочитали без вскрытия: как мобильный томограф заглянул сквозь глину прямо в музее

Четыре тысячи лет назад в торговых городах Ближнего Востока возникла развитая почтовая и юридическая система. Жители Месопотамии и Анатолии писали клинописью на влажных плитках из глины. Когда...

«Электроника-505»: советский видеомагнитофон, чей блок питания оказался скопирован у Sony

Паспортная масса переносного кассетного видеомагнитофона «Электроника-505» составляла 10 кг. Плюс отдельный сетевой блок питания — ещё 3 кг сверху. В заводской инструкции...

Не райские Мальдивы: что посмотреть на острове Мале и стоит ли вообще его посещать

Из-за постоянной рекламы Мальдивы воспринимаются как рай на земле. Прозрачная вода, мягкие пляжи, по которым лучше всего гулять босиком, и ласковое солнце круглый год над головой. Хоть всю жизнь...

«Рута-101» (1977): магнитофон, проложивший путь кассете в советский Hi-Fi

В 1977 году кассетные магнитофоны в СССР ещё не считались серьёзной аппаратурой — для качественного воспроизведения музыки предпочитали катушечные устройства. «Рута-101-стерео» разрушила...

Почему не стоит кормить белку с рук: в какой момент милый зверек может укусить и что делать после укуса

Вы гуляете по парку, замечаете среди деревьев рыжий хвостик, а в кармане как раз лежит пакетик с орешками. Белка подходит ближе, встает на задние лапы и смотрит прямо на человека. Ну как тут не...