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

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

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 копейку больше не чеканят: как самая маленькая российская монета потеряла свою ценность?

Когда-то копейка была привычной частью повседневной жизни. Ею расплачивались в магазинах, считали сдачу, покупали недорогие товары и даже измеряли стоимость самых простых вещей. Сегодня встретить в...

Квантовый микроскоп впервые показал отдельные атомы в сложнейшей квантовой системе

Свойства любого твердого материала — его электропроводность, теплоемкость, магнитные характеристики — зависят от того, как ведут себя электроны внутри кристаллической решетки....

Вся экоповестка под откос: Европа миллионы лет была саванной, а не сплошным лесом

На протяжении двух столетий в европейской экологии, лесоводстве и охране природы господствовала теория сомкнутого леса. Согласно ей, до появления земледелия и вырубок вся умеренная зона Европы была...

Марс еще жив? Странные выбросы газа разбудили спор о действующих вулканах

Чтобы выяснить, сохранилась ли внутри планеты геологическая активность, исследователи обычно используют два инструмента: инфракрасные камеры и газовые спектрометры. Камеры ищут на поверхности...

Трампмаск проиграл демократам на выборах, а также распродажа ИИ-акций: главное за неделю

Самые интересные новости финансов и технологий в России и мире за неделю: государство требует 10% российского компьюта, американцы не хотят видеть новые датацентры, Anthropic может отложить...

Канадское озеро разделили пластиковой стеной и удобряли две половины по-разному — одна из них позеленела за один сезон

В 1973 году в небольшом озере на северо-западе канадской провинции Онтарио появилась странная конструкция. Через узкую перемычку между двумя его чашами протянули непроницаемую пластиковую завесу,...