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心脏病专家利用3D打印对心脏病进行个体化治疗
发布时间: 2016-03-17     来源: 每日科学

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墨尔本大学

总结:

    利用一个比头发丝还细的照相机所拍的照片,临床医生正在利用超级电脑制作患有心脏病的病人的3D模型。

    副教授Peter Barlis检验了一个3D打印的心脏动脉图。3D技术模拟人类心脏纷繁难懂的地方的能力正在给予心脏病专家审视心脏病一个可信的新视角。

来源:墨尔本大学

    利用一个比头发丝还细的照相机所拍的照片,墨尔本大学的医生和工程师正在利用超级电脑制作患有心脏病的病人的3D模型。

     图像是由一台日常血管造影片聚集在一起的,然后汇入一台超级电脑。在24小时之内一个人体动脉模型便通过3D技术打印出来了。这给心脏病专家们提供了血液流动循环的行为和内部动脉的精确结构的关键信息。

    这也帮助他们在插入最好的支架(这个设备是用来使关闭或堵塞的动脉保持畅通的)时做决定

    这个技术也可以检测血小板的‘热点’,血小板时一种建造动脉和造成心脏疾病的柔软的物质。一些血小板利用传统技术已经很难被发现了。

    超级电脑对于个体化的潜在使用已经在欧洲心脏杂志的一篇学术论文上发布了出来。

    在澳大利亚心脏病是头号疾病杀手,在每六个成年人中就会有一个患有,每九分钟就有一个人经历一次心脏病发作。新技术用来预测建立在心脏中的血小板数量,将会对减少此类病症的伤亡人数有着很大作用。

    带头作者是墨尔本大学的副教授Peter Barlis,他也是圣文森医院和北部医院的介入性心脏病专家。

    “将超灵敏的心脏扫描仪和利用超级电脑的出的推断模型相结合,我们能打印出病人动脉的组成,并希望裁剪设备来更好地适合它们,”Prof Barlis说。

    “没有两个动脉是同样的形状,我们都是不同的,动脉带有不同的分支和大小,并逐渐由大变得更尖细。而且更多是像碎片沿着一条河岸汇集一样,血小板可以依附人的动脉的某个区域。因此这项技术可以真正给我们一张更清新的有关这些区域的图。”

    “理念上我们想要用这些模型来为病人预测最好类型的支架。一旦这个工艺合理化,我们可以得到病人信息,并用3D打印和模仿动脉来指导这个过程。”

    确定哪些血小板不断造成心脏病发作一直是心脏病学的“圣杯”

    “利用一台超高分辨率的摄像机,一般称为光学相干断层成像技术(OCT),来扫描心脏动脉的内部,这使得对胆固醇板块的映像更加简单了,但是想要知道哪些血小板将会不断造成心脏病发作这仍是不够清晰的。

    “如果我们能更加准确而提前地确定这些高风险斑块,我们也许能在心脏病发作之前就预防它。”

   Barlis副教授在2009年将OCT介绍进澳大利亚,并从此一直在改善这项技术使之能够有益于心脏病患者。他说3D建模在预测斑块组成的地方方面是非常有潜力的,并将最终帮助心脏病专家预测心脏病发作。

    共同作者及墨尔本大学的研究者Vikas Thondapu说关于胆固醇块的危险在于血液流通形式上的某种干扰。

    “我们的工作涉及使用超级电脑来促进动脉中的血液流通。目标在于使用血液流通形式和干扰来从潜在预测未来高风险斑块的发展,”Thondapu博士说。

    Prof Barlis副教授和他的团队现在有两个美国红十字会的捐助来帮助他们和墨尔本大学的工程学院合作,来为3D打印支架找到一个生物相容性聚合物,使得能够精确地符合一个人的身体结构,从而减少支架坍塌或并发症的危险。

    他们也有兴趣寻找一种新的聚合物来使其允许支架随着时间缓慢瓦解,并最终将药物直接传递到斑块的地方。

新闻来源:

以上报道是由墨尔本大学提供的材料进行再版。注:材料可能会在内容和长度方面被重新编辑。

参考文献:

Vikas Thondapu, Christos V. Bourantas, Nicolas Foin, Ik-Kyung Jang, Patrick W. Serruys, Peter Barlis. Biomechanical stresournal, 2016; ehv689 DOI: 10.1093/eurheartj/ehv689

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