根據(jù)最近由加州大學圣地亞哥分校醫(yī)學與生物工程系Kevin R. King撰寫的文章，心房顫動（房顫）是人類心臟最常見的心律失常。當這種情況發(fā)生時，心臟收縮紊亂使得在心臟區(qū)域形成血塊，稱為左心耳，或LAA - 左心房周圍拇指大小的組織袋。如果這些血凝塊進入大腦，就會發(fā)生中風。可采取血液稀釋劑來降低中風風險，但患者的出血量會增加，因此另一種選擇是用封堵器（一種通過導管或手術輸送的小型彈性球囊）阻塞（關閉）LAA。但是，標準的“一刀切”設備將無濟于事：LAA的形狀各不相同，因此設備可能無法完全關閉。

我們知道，3D打印技術通常用于建立個性化的，患者特定的醫(yī)療設備，模型和植入物。 King在他的論文中提到了另一份報告，該報告集中在紐約長老會醫(yī)院的Dalio心血管影像研究所和Weill Cornell醫(yī)學研究小組的努力下，他們正致力于開發(fā)3D打印的個性化軟LAA封堵器根據(jù)特定患者的解剖結(jié)構(gòu)進行定制。

研究人員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他們在生物醫(yī)學工程，心臟病學，制造業(yè)和材料領域的專業(yè)知識共同開發(fā)出一種柔軟的3D打印的患者專用封堵器，然后發(fā)表了一篇關于他們在Nature Biomedical Engineering上的努力的論文。

“雖然我們的最終目標是制作一個可以經(jīng)皮輸送到左心耳（LAA）的封堵器，但是在本文中，我們集中討論了一種臨床相關的手術方法，使我們能夠測試患者專用設計的功效，而不需要 Robinson寫道：“導管輸送和部署增加了并發(fā)癥。 “當我們的工程團隊參加在紐約舉行的第四屆國際左心耳研討會時，這個決定就發(fā)生了 - 一個明確的例子就是如何參加工程領域以外的會議可以激發(fā)對如何進行跨學科研究的新思路?！?/span>

通過導管插入的LAA封堵器裝置看起來像圓形，迷你傘，并在LAA內(nèi)自擴張，以防止血液流入附件。 雖然它們有多種尺寸以適應更多的人，但是這些設備確實存在一些問題，例如用于固定穿刺薄組織的裝置的金屬鉤。

該論文摘要寫道：“3D打印已被用于創(chuàng)建各種各樣的解剖模型和工具進行程序規(guī)劃和訓練。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，軟的心內(nèi)膜植入物的印刷仍然具有挑戰(zhàn)性。在這里，我們描述了通過3D打印和從體積渲染計算機斷層掃描得到的充氣硅酮/聚氨酯氣囊的靜態(tài)成型來快速成型患者特異性心血管閉塞器的方法。我們展示了這種方法的使用，該方法在制造用于閉塞左心耳的裝置的制造中提供由高質(zhì)量，耐用和血液相容性彈性體材料制成的定制植入物 - 已知幾何結(jié)構(gòu)高度可變的結(jié)構(gòu)心房顫動患者中風的主要來源。我們描述了設計工作流程，特定患者左心耳封堵器的制造和部署，并且作為概念驗證，使用3D打印的解剖模型，體外流動環(huán)和體內(nèi)大型動物模型顯示其功效。

該團隊使用人的心臟的CT圖像和CAD程序，以0.5毫米厚的外殼隔離LAA表面，為設計增加了用于充氣和機械穩(wěn)定的閥門。 與我們聽到的許多物體一樣，封堵器本身不是3D打印的，但是創(chuàng)建它的模具是：研究人員3D打印了用于鑄造的高分辨率鑄模設計模具，用軟硅酮聚合物混合物填充它們， 一旦被植入，中空封堵器將符合附件的壁。

羅賓遜解釋說：“為了證明這個工作流程的可行性，以及封堵器的功能和性能，我們在接受動物CT掃描后2周將我們的裝置植入大型動物模型中?！?/span>

一旦3D打印的封堵器被植入，研究人員用液體環(huán)氧樹脂填充它，直到它膨脹并填滿空間; 然后在24小時后硬化以固定封堵器，這將阻止血液流入LAA并抵消內(nèi)部血塊形成的風險。

Robinson說：“雖然我們沒有進行慢性研究，但是我們預計在30-45天后，封堵器的心房壁面會被內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞覆蓋，基本上可以密封左心房其余部分的附件?！?/span>

雖然需要進行更多的實驗來驗證3D打印封堵器的長期性能，Robinson認為這是3D打印的患者特異性血管內(nèi)裝置的重要的第一步。

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