3D打印封堵器可以降低心房颤动患者引发血栓的风险
根据最近由加州大学圣地亚哥分校医学与生物工程系Kevin R. King撰写的文章，心房颤动（房颤）是人类心脏最常见的心律失常。当这种情况发生时，心脏收缩紊乱使得在心脏区域形成血块，称为左心耳，或LAA - 左心房周围拇指大小的组织袋。如果这些血凝块进入大脑，就会发生中风。可采取血液稀释剂来降低中风风险，但患者的出血量会增加，因此另一种选择是用封堵器（一种通过导管或手术输送的小型弹性球囊）阻塞（关闭）LAA。但是，标准的“一刀切”设备将无济于事：LAA的形状各不相同，因此设备可能无法完全关闭。
我们知道，3D打印技术通常用于建立个性化的，患者特定的医疗设备，模型和植入物。 King在他的论文中提到了另一份报告，该报告集中在纽约长老会医院的Dalio心血管影像研究所和Weill Cornell医学研究小组的努力下，他们正致力于开发3D打印的个性化软LAA封堵器根据特定患者的解剖结构进行定制。
研究人员Sanlin S. Robinson，Seyedhamidreza Alaie，Hannah Sidoti，Jordyn Auge，Lohendran Baskaran，KennethAvilés-Fernández，Samantha D. Hollenberg，Robert F. Shepherd，James K. Min，Simon Dunham和Bobak Mosadegh他们在生物医学工程，心脏病学，制造业和材料领域的专业知识共同开发出一种柔软的3D打印的患者专用封堵器，然后发表了一篇关于他们在Nature Biomedical Engineering上的努力的论文。
“虽然我们的最终目标是制作一个可以经皮输送到左心耳（LAA）的封堵器，但是在本文中，我们集中讨论了一种临床相关的手术方法，使我们能够测试患者专用设计的功效，而不需要 Robinson写道：“导管输送和部署增加了并发症。 “当我们的工程团队参加在纽约举行的第四届国际左心耳研讨会时，这个决定就发生了 - 一个明确的例子就是如何参加工程领域以外的会议可以激发对如何进行跨学科研究的新思路。”
通过导管插入的LAA封堵器装置看起来像圆形，迷你伞，并在LAA内自扩张，以防止血液流入附件。 虽然它们有多种尺寸以适应更多的人，但是这些设备确实存在一些问题，例如用于固定穿刺薄组织的装置的金属钩。
该论文摘要写道：“3D打印已被用于创建各种各样的解剖模型和工具进行程序规划和训练。然而，由于需要印刷材料的血液相容性和耐久性，所以永久的，软的心内膜植入物的印刷仍然具有挑战性。在这里，我们描述了通过3D打印和从体积渲染计算机断层扫描得到的充气硅酮/聚氨酯气囊的静态成型来快速成型患者特异性心血管闭塞器的方法。我们展示了这种方法的使用，该方法在制造用于闭塞左心耳的装置的制造中提供由高质量，耐用和血液相容性弹性体材料制成的定制植入物 - 已知几何结构高度可变的结构心房颤动患者中风的主要来源。我们描述了设计工作流程，特定患者左心耳封堵器的制造和部署，并且作为概念验证，使用3D打印的解剖模型，体外流动环和体内大型动物模型显示其功效。
该团队使用人的心脏的CT图像和CAD程序，以0.5毫米厚的外壳隔离LAA表面，为设计增加了用于充气和机械稳定的阀门。 与我们听到的许多物体一样，封堵器本身不是3D打印的，但是创建它的模具是：研究人员3D打印了用于铸造的高分辨率铸模设计模具，用软硅酮聚合物混合物填充它们， 一旦被植入，中空封堵器将符合附件的壁。
罗宾逊解释说：“为了证明这个工作流程的可行性，以及封堵器的功能和性能，我们在接受动物CT扫描后2周将我们的装置植入大型动物模型中。”
一旦3D打印的封堵器被植入，研究人员用液体环氧树脂填充它，直到它膨胀并填满空间; 然后在24小时后硬化以固定封堵器，这将阻止血液流入LAA并抵消内部血块形成的风险。
Robinson说：“虽然我们没有进行慢性研究，但是我们预计在30-45天后，封堵器的心房壁面会被内皮细胞和平滑肌细胞覆盖，基本上可以密封左心房其余部分的附件。”
虽然需要进行更多的实验来验证3D打印封堵器的长期性能，Robinson认为这是3D打印的患者特异性血管内装置的重要的第一步。
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