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

Почему глаза северных оленей зимой меняют цвет с золотого на тёмно-синий: физика тапетума

Сфотографируйте северного оленя летом и посмотрите ему в глаза при вспышке — они полыхнут золотисто-бирюзовым, будто внутри спрятан отшлифованный опал. Сделайте то же самое...

Зачем над высоковольтными проводами ЛЭП натягивают ещё один провод

На высоковольтной линии легко заметить странную деталь. Основные провода висят на длинных гирляндах изоляторов по бокам опоры, а один или два более тонких провода проходят гораздо выше —...

Гигантские воронки на плотинах кажутся бездонными: куда на самом деле уходит вода?

Когда вода начинает переливаться через край такой воронки, зрелище выглядит тревожно. Поток сходится со всех сторон, ускоряется и исчезает в отверстии, под которым не видно дна. Со стороны кажется,...

Боди: самый популярный город-призрак США, застывший во временах Дикого Запада

Хотели побывать на Диком Западе? Том самом, с золотой лихорадкой, ковбоями и эпичными перестрелками, как в вестернах? В таком случае самое время брать билеты в жаркую Калифорнию, где посреди...

Сон собаки: дешёвая уловка или гениальный ход в кино и играх?

Когда восторги вокруг Clair Obscur: Expedition 33 утихли, зазвучало разочарованное: «Так это был сон собаки?» Но действительно ли подобный приём обесценивает историю или делает её только интереснее?

DeepSeek или Qwen: сравниваем две бесплатные нейросети на 7 задачах

DeepSeek и Qwen — две популярные у нас китайские нейросети. Обе бесплатные, и обе за последние месяцы серьёзно обновились. DeepSeek научился понимать картинки, а у Qwen вышла флагманская...