據(jù)外媒報(bào)道，3D打印技術(shù)為醫(yī)用植入物開辟了一個(gè)全新的可能性世界，外科醫(yī)生可以為患者量身定制以此來完美契合他們獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)，這種服務(wù)甚至還延伸到了企鵝、海龜和狗等動(dòng)物身上。近期，哈佛大學(xué)的科學(xué)家們則將該技術(shù)應(yīng)用到了受損心臟領(lǐng)域，這提供了一種可以保持動(dòng)脈暢通、讓血液自由流動(dòng)的潛在新工具。

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心臟瓣膜置換術(shù)是一種相對常見但卻比較棘手的手術(shù)，外科醫(yī)生需要打開促進(jìn)血液進(jìn)出心臟的四個(gè)瓣膜中的一個(gè)。這些瓣膜可能停止正常工作的原因有很多，但其中一個(gè)特別常見的原因是鈣積聚在被稱為小葉的皮瓣上，正常情況下它在每次心跳時(shí)打開和關(guān)閉。

哈佛大學(xué)的研究人員指出，在75歲及以上的美國人中，每八個(gè)人中就有一個(gè)以上會經(jīng)歷中到嚴(yán)重程度的心臟主動(dòng)脈瓣堵塞。醫(yī)生通過導(dǎo)管小心地將人工瓣膜置入主動(dòng)脈內(nèi)來進(jìn)行治療，這一過程被叫做經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換術(shù)(TAVR)。然而要想確定正確的尺寸卻有點(diǎn)像猜謎游戲。

“如果你在網(wǎng)上買了一雙鞋，卻沒有先試穿過，那么它們很有可能不太合適，”哈佛大學(xué)維斯研究所資深研究科學(xué)家James Weaver解釋稱，“選擇合適的替代TAVR瓣膜也會出現(xiàn)類似的問題，因?yàn)獒t(yī)生沒有機(jī)會在術(shù)前評估特定瓣膜的尺寸與患者的解剖結(jié)構(gòu)之間的匹配程度。”

如果判斷錯(cuò)誤后果將會很嚴(yán)重。如果人工瓣膜太小就會發(fā)生移位和泄漏的問題；如果人工瓣膜太大，則會導(dǎo)致心臟破裂甚至還可能會導(dǎo)致死亡。

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科學(xué)家們目前確實(shí)有一些工具可供他們在準(zhǔn)備過程中使用。通常情況下，患者需要接受CT掃描，其中X射線圖像將用于生成心臟的三維重建，但這仍舊只能描繪出部分圖像。雖然這些可以展示主動(dòng)脈的外壁以及鈣的積聚，但由于小葉太薄無法顯示出來因此就很難預(yù)測出人工瓣膜的適應(yīng)程度。

現(xiàn)在，哈佛大學(xué)的研究小組以及布里格姆婦女醫(yī)院、華盛頓大學(xué)麻省總醫(yī)院、馬克斯-普朗克膠體與界面研究所(Max Planck Institute of Colloids and Interfaces)的合作者們已經(jīng)找到了一種填補(bǔ)這一空白的方法。其技術(shù)核心是一套新型的計(jì)算機(jī)軟件，它能通過參數(shù)化建模、利用從CT掃描中獲取的一組7個(gè)坐標(biāo)生成傳單的三維模型。之后通過與CT數(shù)據(jù)的結(jié)合，用3D打印技術(shù)打印出心臟瓣膜的物理模型--其中就包括了主動(dòng)脈壁、鈣沉積和小葉。

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除了這個(gè)模型這個(gè)團(tuán)隊(duì)還用3D打印打印了一臺被稱為sizer的設(shè)備，其能被放置在心臟瓣膜內(nèi)部并在找到完美的匹配度后進(jìn)行膨脹或收縮。

研究小組對30名已經(jīng)來自接受過TAVR手術(shù)的患者的數(shù)據(jù)進(jìn)行了測試，據(jù)悉，這些患者中有一半因人工瓣膜尺寸過小而出現(xiàn)了泄漏的情況。結(jié)果顯示，只有60%的患者獲得了正確尺寸大小的瓣膜，另外團(tuán)隊(duì)還能成功猜出了泄漏比例。

這些成果將可以幫助臨床醫(yī)生提前知道哪些患者將會從TAVR手術(shù)中受益哪些需要展開更加復(fù)雜的開胸手術(shù)。

獲悉，這支研究團(tuán)隊(duì)的小葉建模軟件和3D打印方法都可以在網(wǎng)上免費(fèi)獲取到，他們希望通過這種方式讓研究人員和臨床醫(yī)生繼續(xù)使用并以此來改善患者的治療。

相關(guān)研究報(bào)告已發(fā)表在《Journal of Cardiovascaulr Computed Tomography》上。

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