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

Суперкомпьютер вычислил массу частиц темной материи: где именно их искать

Эксперименты по обнаружению темной материи сталкиваются с фундаментальной трудностью. Физики создали чувствительные установки, но долгое время не знали, на какие именно параметры их...

Сто атмосфер и один вдох — как кашалот ныряет глубже километра

Перед глубоким погружением кашалот несколько минут проводит у поверхности, затем изгибает спину, поднимает хвост и почти вертикально исчезает под водой. Некоторые кормовые нырки уводят его глубже...

Не копия: как советские инженеры-конструкторы сделали свой катушечный магнитофон ещё в 1942 году

Принято считать, что советские магнитофоны — копия немецких AEG. Но первый серийный аппарат в СССР появился в 1942 году, до трофеев. Что здесь правда, а что — упрощение.

Почему финальные треки на пластинке физически звучат глуше и с искажениями

Поставьте любимый альбом на виниле и дослушайте сторону до конца. Есть шанс, что последний трек прозвучит чуть жёстче, чем первый — с лёгким шипением на вокале, с не такими хрусткими...

Зачем советским электричкам делали ребристые борта и почему новые поезда делают без них

Зелёная электричка до сих пор узнаётся с первого взгляда. В период с 1962 по 1984 год Рижский вагоностроительный завод выпустил 850 электропоездов серии ЭР2. Именно поэтому её прозвали «Рижской»....