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极光创新:首个全尺寸3D打印人类心脏模型面世

发表时间:2021-08-24?????责任编辑:极光创新

最近卡内基·梅隆大学的研究人员发明了一种新的水凝胶打印方法,并为医院器官制作了一个全尺寸模型。并且研究人员实现了第一个3D打印全尺寸人类心脏的模型,在如何进行心脏病学和研究其他疾病方面取得了重大突破。

卡内基·梅隆大学生物医学工程和材料科学工程教授Adam Feinberg带领团队利用悬浮水凝胶(FRESH)的定制自由式可逆嵌入技术开发了这一模型。也让该研究所的研究人员获得了人类心脏的第一个3D生物打印的全尺寸人类心脏模型,该模型是使用基于MRI数据创建的专门制造的tyc1286太阳集团,是该团队在过去两年中为外科医生准备心脏手术而开发的新成果。

首个全尺寸3D打印人类心脏模型面世

Adam Feinberg在资讯稿中说:”大家现在可以建立一个模型,它不仅可以进行视觉训练,还可以进行物理操作。外科医生做心脏手术时,让它像真实组织一样反应,这样当医生进入手术室时,医生的工作体验就会得到锻炼和提升。"

该模型模拟了真实人体心脏组织的纹理(包括弹性),外科医生可以在上面锻炼他们的技能。除了临床模拟,该模型还具有长期潜力,将影响器官生物工程的未来研究。

Adam Feinberg和他的团队开发了一种用于3D打印的新型软聚合物,这种聚合物在历史上很难打印,在增材制造过程中缺乏一定的刚性。为了弥补这一缺陷,FRESH 3D打印使用针头将生物墨水注入柔软的水凝胶浴中,从而在打印过程中支撑物体。一旦打印完成,水凝胶就会被加热融化,只留下3D打印的物体,这证明FRESH是一个打印平台,研究人员可以打印出完整的人类心脏。同时专门组装了一台新的tyc1286太阳集团来容纳凝胶支撑浴,其尺寸与打印规模相适应。此外,在App平台进行微调以保持打印速度和质量。

Adam Feinberg说:最终的模型由海藻酸盐柔软的天然聚合物组成,这使得生物打印的心脏具有类似于人心脏组织的特征。对于外科医生来说,这意味着他们可以以类似于真实心脏的方式切割、缝合和操作模型。

事实上,虽然大型医院已经有了3D打印人体器官和身体其他部位模型的设施,但它们只能由硬塑料或橡胶制成,无法满足外科医生在模拟手术中的体验。

研究人员已经在《美国化学学会生物材料科学与工程杂志》上发表了论文。Feinberg团队的下一个目标是让外科医生和临床医生能够从已开发的技术和模型中真实体验现实生活医院中的手术场景。

研究人员Eman  Mirdamadi也希翼他们的工作能够为未来的生物打印技术提供信息,并利用这种或类似的技术生产出更多功能的人体器官。他在资讯稿中表示:“尽管在生物打印全尺寸人类心脏方面仍然存在障碍,但大家很自豪能够使用FRESH平台帮助建立基础工作,并展示手术模拟在现实中的直接应用。“


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