心脏医生的好帮手

严毅梅

美国明尼苏达大学的研究人员开发出一種突破性工艺——多材料3D打印仿真心脏瓣膜模型。研究人员打印出高仿真心脏主动脉瓣膜和周围结构的模型，可以模仿患者心脏主动脉瓣膜的确切外观和病状。这些特殊的器官模型包括集成到结构中的3D打印软传感器阵列，使用了专用油墨和定制3D打印工艺技术。

研究人员使用CT扫描病患心脏来制作主动脉根部模型，形状准确。他们用专门的硅基油墨进行3D打印，以匹配真实心脏组织的质感。目前商用打印机使用的墨水打印出的心脏模型过于僵硬，无法达到真实心脏组织的柔软度。高仿真模型主要呈现心脏主动脉根部，即最靠近心脏并与心脏相连的主动脉部分。主动脉根部由主动脉瓣和冠状动脉的开口组成，其中主动脉瓣有3个瓣膜，称为小叶，周围有一个纤维环。这个模型还包括部分左心室肌肉和升主动脉。

研究人员表示，这项技术的目标是帮助医生了解特定患者心脏的准确解剖结构和机械性能，以降低医疗风险和并发症，医生可以在实际手术前测试和试用瓣膜植入物。这些模型还可以帮助患者更好地了解自己的解剖结构和手术过程。主动脉瓣狭窄，是指心脏的主动脉瓣变窄且阻止瓣膜完全打开，以至于减少或阻止血液从心脏流入主动脉。这是全球老年人最常见的心血管疾病之一。与开胸手术相比，主动脉瓣膜置换术的创伤小。在手术中，新的瓣膜被放置在患者原生主动脉瓣内。医生可以在手术前使用这些模型来确定瓣膜装置的大小和位置。模型内3D打印的集成传感器会提供电子压力反馈，医生依据反馈信息可以优化瓣膜的选择和定位。

随着3D打印技术不断提高，研究人员发现了整合电子技术以模拟器官功能的新方法。有朝一日，仿生器官也许可以和真实器官一样好，甚至比它们更好。