科学技术:3D打印动脉瘤
来源:环球科学
发布时间:2021-05-11
浏览次数:1215
科学技术:3D打印动脉瘤


图片来源:Pixabay
每50人里面就有一人饱受脑动脉瘤疾病的困扰。血管壁一旦病变隆起,就极有可能破裂导致病人死亡。如今,科学家已在实验室里发明了一种3D动脉瘤模型,让医生可以在模型上预演“手术”。这些模型可量身定制,复制出每个病人的血管。医生可以根据不同的情况尝试不同的治疗方法,从而选出最佳的治疗方案。
当脑外科医生治疗动脉瘤时,有时会在膨胀的血管处植入一种金属夹子,避免血液在膨胀处聚集。还有一种创伤较小的手术,会利用导管将微型金属圈植入动脉瘤内,诱发血液凝结成块,封住这个动脉瘤。此前,大部分治疗设备都是在动物身上做试验的,它们的血管与人的血管并不完全相似。另外,实验室培养皿中培养出的动脉瘤也无法完全模拟活体血管的特征。负责研究3D打印动脉瘤的蒋林迪(Lindy Jang,音译)表示:“这或许是一次更好的机会,我们可以进一步检测这些治疗设备。”蒋林迪是美国得克萨斯州农工大学生物医学工程的研究生,相关研究发表于《生物制造》(Biofabrication)杂志。


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首先,蒋林迪和同事会以水凝胶为材料3D打印出动脉瘤结构,然后再用人体脑血管内壁的细胞铺满这个结构。接下来他们就需要执行动脉瘤手术,在凸出的血管里植入铂金弹簧圈。最后,他们需要在血管里填充血浆(血液成分之一),血浆会变成血凝块,封住凸起的部分。


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威廉·里克·海恩斯(William Rick Hynes,这项研究的共同作者)是美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的生物制造研究工程师,他具体操刀执行了这项手术。海恩斯说:“我们在努力简化动脉瘤的治疗过程,想让设想变成现实。我们的目标就是通过模拟验证治疗方案。患者做过3D扫描后,就能根据实际情况创造出一个仿真模型。当我们重新提供血流后,就能确定患者是否需要治疗现有的动脉瘤,或者只是继续观察。”
美国马萨诸塞州大学医学院的生物医学工程师马修·古尼斯(Matthew Gounis,并未参与这项研究)评价道,这个新模型“意义非常重大”。虽然已有其他团队陆续开发出了不少动脉瘤模型,但这个模型非常令人兴奋,因为它通过添加活体细胞,更好地复原了人体血管的特征。这样,外科医生就可以在给患者执行手术前在模型上实践。他说:“如果遇到特别麻烦棘手的病例,医生可以把患者的动脉瘤打印出来,反复实践后再给患者提供治疗。”
撰文:莫妮克·布鲁耶特(Monique Brouillette)
翻译:杜永航
文章来源:环球科学


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