3D列印硅酮心臟,可代替真實心臟跳動45分鐘
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圖片來源:medGadget
心臟的相關疾病一直以來是人類健康的大問題。目前,各種人造的支架已經問世,成功的解決了很多心臟相關的問題。但是,一個完全的人造心臟依然是一個重要的挑戰,值得科學家們繼續探索。最近,來自瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH)的工程師團隊開發了一款人造心臟,很大程度上模擬了真實心臟的生理結構和功能,研究發表在了《Artificial Organs》雜誌上。
這款人造心臟是一個真正的心臟模型。全球有26億人患有心臟衰竭,在未來,人工心臟可以替代執行心臟功能,直到患者等到可移植的供體或者自身心臟得到有效的手術修復。
研究人員首先採用了計算機對心臟的結構進行了動態的建模。
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心臟的結構動態建模 圖片來源:ETH
然後,研究人員利用3D列印,將動態建模轉變成真實的心臟模型。3D列印採用了有機硅材質——硅酮構成,它柔軟而富有彈性,尺寸普通人類心臟大小相似。固體硅結構不具有常規金屬和塑料材質的不利之處,不會那麼容易引起併發症。硅酮心臟重390g,體積約679cm3。
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人造心臟的3D列印 圖片來源:ETH
它有兩個心室結構,與正常的心臟中間是分隔壁不同,硅酮心臟中間是一個額外的膨脹室,並與外部供電的氣動泵相連接,通過充氣和放氣,模擬心臟的泵血。
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人造心臟對泵血過程的模擬圖片來源:ETH
團隊進行了一系列的測試,它現在只能跳動約3,000次,足夠用以維持一個人30-45分鐘的生命。在此之後,它就會開始破損。研究人員需要進一步尋求或者開發更好的材料用來改善這款人造心臟,材料的可拉伸和強度都必須加強,這樣它才能更持久的執行替代功能,有更好的表現。
參考資料:
[1] 3D Printed Silicone HeartMimics Anatomy, Dynamics of Real One
[2] Testing a soft artificial heart
[3] 3D-printed silicone heart beatslike the real thing
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