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

Alpage AL-300: зачем на панели кассетной деки 1979 года раздельные регуляторы подмагничивания

На передней панели этой деки сразу бросается в глаза странность: там, где обычно стоит один регулятор подмагничивания, здесь их два, рядом друг с другом. То же самое повторяется для уровня...

Кошка встретила лису: кто отступит первым и чем закончится встреча

Когда лиса появляется возле дома, подозрение часто падает на неё. Особенно если по тем же дворам гуляет кошка. Я и сама раньше представляла такую встречу просто: лиса крупнее, значит именно...

Земная кора под Италией буквально расстегивается: геофизики раскрыли скрытую причину землетрясений на Апеннинах

Центральная Италия — один из самых сейсмически активных регионов Европы. Землетрясения здесь происходят с пугающей регулярностью, разрушая исторические города от Л'Акуилы до Аматриче....

Спутники зафиксировали потерю 12 триллионов тонн льда в Гренландии и Антарктиде — и дело оказалось не в таянии

В массовом представлении убыль полярных льдов выглядит простым процессом: температура воздуха растет, солнечные лучи нагревают поверхность, лед переходит в жидкое состояние и стекает в океан....

Почти как у человека: ученые измерили температуру тела тираннозавра по его зубам

С момента открытия первых костей Tyrannosaurus rex в начале двадцатого века ученые пытались определить уровень его метаболизма. В палеонтологии сформировались три основные точки зрения.Первая...

Revox C115: почему дека стоила в 3,5 раза дороже донора Marantz SD-60, хотя почти ничем от него не отличалась

На немецком рынке в 1990 году Marantz SD-60 продавался за 998 марок. Это примерно 550 долларов по тогдашнему курсу, сумма, кстати, знакомая коллекционерам винтажного аудио и по независимым...