2020年7月23日

新的3D打印动脉可从内部监控堵塞

当外科医生更换血管的一部分时(在美国,每年有450,000名患者这样做,以治疗血液凝块,冠心病,中风损伤等),移植的血管将通过CT扫描,超声和其他昂贵的成像技术进行监测。尽管付出了所有这些努力,但其中40%至50%的移植失败了。

这就是威斯康星大学麦迪逊分校的材料科学工程师正在开发一种新型的3D打印人工模型的原因 该容器可让医生和患者远程监控其健康状况。

该杂志发表的一项新研究描述了由柔性复合材料制成并能够实时监控的可植入血管 先进功能材料 威斯康星大学麦迪逊分校教授王旭东和研究生李军。

他说:“这种人造血管可以根据压力波动产生电脉冲,从而能够准确地分辨出人体中的血压。 Wang说:“由于采用了3-D几何形状,因此电脉冲轮廓将能够分辨出在早期阶段是否由于内部阻塞而产生了不规则运动。”

动脉项目源自Wang对新型柔软,压电材料的长期研究兴趣,这些材料是压电的(能够从中产生电荷 )和生物相容性(可用于 不会导致拒收或损坏)。

该小组将铌酸钾钠压电陶瓷纳米粒子与铁电性聚偏氟乙烯聚合物结合在一起,当 被申请;被应用。然后,他们使用这种材料和现成的3D打印机打印了一条管状动脉。打印机通过靠近喷嘴的强电场将材料挤出,以使陶瓷颗粒极化,从而使结构具有压电特性。

Li在模拟阻塞,高血压和人造血管面临的其他问题之前,将人造动脉置于步调之中,将其连接到人造心脏系统。自供电材料能够正确检测动脉内的力和压力变化。

研究人员的下一步是优化新型铁电复合材料的生产和3-D打印工艺。该小组还希望找到使打印的3-D结构更加灵敏的方法,并计划与生物医学领域的研究人员合作,以更加真实的循环系统模型测试动脉。

此外,他们希望使用这种新材料来印刷人造心脏瓣膜。置换心脏瓣膜通常是机械的或取自人类或动物的供体,没有一个能与Wang的材料中的自我监测相结合。该团队包括威斯康星大学麦迪逊分校的医学院和公共卫生学院以及中国浙江大学的合作者,他们相信,将来有可能使用铁电生物材料和3D打印机来创建其他定制的人工器官。

当研究人员研究许多其他类型的人造血管和器官时,Wang认为该技术比更复杂的技术具有一些优势。

他说:“这是一种简单,可扩展的技术。” “我们的新型可印刷复合材料使我们能够一步一步制造出3-D结构,从而可以在生产后立即显示出多功能性。”



更多信息: 李俊等。具有内置铁电和组织匹配模量的直接3D打印中的多功能人造动脉,用于实时传感和遮挡监测, 先进功能材料 (2020)。 DOI:10.1002 / adfm.202002868
期刊信息: 先进功能材料

引文: 新的3D打印动脉可以监测内部的阻塞情况(2020年7月23日) 2020年10月22日检索 from //xasqxhb.com/news/2020-07-d-printed-artery-blockages.html
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