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

Эксперимент СВЛ: как советский реактивный вагон пытался обмануть физику

К концу 1960-х годов железнодорожная наука столкнулась с серьёзным вызовом — физикой. В то время весь мир был увлечён идеей высоких скоростей, и инженеры стремились увеличить скорость...

Обзор Realme Buds Air 7 Pro: лучшие беспроводные наушники в среднем классе. Двойной драйвер, активный шумодав и поддержка LHDC 5.0

Наушниками Realme Buds Air 7 Pro пользуюсь на постоянной основе уже несколько месяцев и на текущий момент считаю их лучшими в среднем классе. Это же подтверждают и другие пользователи, ведь...

Кто такой Тараск и почему в его честь назван город во Франции

Тараск: средневековый монстр с телом зверя и рыбы, святая Марфа, город во Франции, список ЮНЕСКО, персонаж знаменитой настольной игры и даже динозавр. Необычная история чудовища из древней легенды.

Котиков любят все: обзор велофонаря Gaciron Xiaoman-1000

Продолжаем знакомиться с велосипедным светом. Это важный элемент для безопасных и комфортных поездок. А сегодня рассмотрим фонарь Xiaoman-1000 от бренда Gaciron, дизайн которого навеян котиком. Да,...

Кто такая белка-летяга и почему её называют пушистым парашютистом

В густых лесах России, протянувших свои древние величественные кроны от Карелии до Дальнего Востока, живёт редкий и очень скрытный зверёк, о существовании которого многие люди даже не подозревают....

✦ ИИ  Правда ли, что умные колонки подслушивают наши разговоры и как от этого защититься

Умная колонки входят в нашу жизнь незаметно. Сначала она просто включает музыку по просьбе, потом ставит таймеры, а через месяц уже управляет светом и сообщает прогноз погоды. Привыкаешь к ней...