解析:3D打印技術(shù)在心衰疾病的應(yīng)用方向
魔猴君 行業(yè)資訊 2134天前
JACC HF子刊一篇《3D Printing and Heart Failure》綜述介紹了目前3D打印技術(shù)在心衰的應(yīng)用進(jìn)展。3D打印技術(shù)用于工業(yè)超過(guò)30年,而在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用僅5-10年時(shí)間。最主要用于病人圍術(shù)期特殊的物理模型,心臟通過(guò)MR、CT、心超等顯影技術(shù)進(jìn)行三維重建,然后根據(jù)相應(yīng)的要求在完成復(fù)雜的3D打印。
通過(guò)軟件(Mimics、Seg3D、Vitrea、Terarecon等)對(duì)MR、CT、心超或旋轉(zhuǎn)血管造影等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,這些數(shù)據(jù)最好血池-組織界限清晰、良好的分辨率、無(wú)運(yùn)動(dòng)偽差。構(gòu)建出來(lái)的3D計(jì)算機(jī)模型文件包括STL、3MF、VRML、PLY、OBJ和AMF,其中多種材料和顏色需要VRML、3MF和AMF文件。FDM打印可以選擇多聚乳酸和丙烯腈-丁二烯等相對(duì)便宜的熱塑性塑料,但是PolyJet和sterelithography更細(xì)膩些(多材料和色彩)。桌面打印機(jī),比如Mojo和Makerbot Relicator 2X也能用FDM模式打印,J750、ProX SLS 500則是工業(yè)用打印機(jī)。建造時(shí)間可能需要24小時(shí)。
文中作者還提到了3D打印整條鏈的成本還有打印機(jī)價(jià)格等,舉例Mimics品牌一個(gè)產(chǎn)品許可證需要每年15000美金。
TAVR
Maragiannis等基于CT數(shù)據(jù)對(duì)主動(dòng)脈瓣狹窄TAVR前建立多材料的3D打印模型,瓣膜狹窄程度與心超符合。TAVR發(fā)生瓣周漏多于外科瓣膜置換術(shù),這也是影響遠(yuǎn)期死亡率的原因之一。Ripley等建立的3D模型在16位病人的主動(dòng)脈瓣環(huán)測(cè)量中與CT測(cè)量完美吻合,9位病人中6位準(zhǔn)確鑒別出瓣周漏。
3D模型還可以對(duì)主動(dòng)脈環(huán)進(jìn)行牽張力測(cè)試,有助于事先預(yù)測(cè)高危瓣周漏病人。
有一位復(fù)雜先心病人(內(nèi)臟轉(zhuǎn)位、三尖瓣閉鎖、肺動(dòng)脈閉鎖)在心、肝聯(lián)合移植術(shù)前進(jìn)行了3D模型打印,有助于術(shù)者更好的了解解剖異常。
VAD植入涉及到胸腔大小等因素,3D打印對(duì)流出道的設(shè)計(jì)、長(zhǎng)度、角度及器械放置很有幫助。
根據(jù)3D數(shù)字模型可以根據(jù)病人大小訂制相應(yīng)的VAD(見(jiàn)下圖)
3D打印技術(shù)也能應(yīng)用于組織工程與再生醫(yī)學(xué)。把細(xì)胞鋪在生物相容性材料3D打印出來(lái)的框架上,在新的環(huán)境中繼續(xù)保持活力與特殊的細(xì)胞功能。Wang等報(bào)告了利用3D生物打印方案產(chǎn)生有功能的心肌組織可以同步進(jìn)行收縮。在退行性瓣膜病方面,Duan等用3D生物打印技術(shù)制作出有活力的藻酸鹽/凝膠主動(dòng)脈瓣管道,在體外這些管道能夠直接被主動(dòng)脈根部的平滑肌細(xì)胞和瓣葉的間質(zhì)細(xì)胞包埋。特殊的冠脈橋和心梗修復(fù)補(bǔ)片等也可以通過(guò)生物打印來(lái)實(shí)現(xiàn)。
未來(lái)方向
在“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”和“個(gè)體化醫(yī)療”時(shí)代需要高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù),顯然在復(fù)雜慢性心衰和生物打印細(xì)胞補(bǔ)片上,3D打印技術(shù)將提供獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。一大批正在進(jìn)行的多中心研究將提高心衰病人的臨床預(yù)后,而心血管專家、外科醫(yī)生和影像學(xué)團(tuán)隊(duì)需要進(jìn)行更多溝通,提供更清晰的解剖學(xué)信息來(lái)進(jìn)行3D打印。
來(lái)源:中國(guó)3D打印網(wǎng)
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