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由于3D打印技術(shù)的進步，研究人員可能已經(jīng)找到一種提高經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣置換術(shù)（TAVR）成功率的方法。發(fā)表在《JACC: Cardiovascular Imaging》的一項新研究中，研究人員表示3D打印模型的創(chuàng)建，可以使醫(yī)生預(yù)測人工心臟瓣膜如何更好地適應(yīng)患者，減少瓣周漏的可能性。

TAVR，也稱為經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣植入，是一種微創(chuàng)手術(shù)。它涉及通過導(dǎo)管將更換的人造主動脈瓣插入損傷的主動脈瓣。一旦插入，人工瓣膜就會膨脹并承擔(dān)一個健康的主動脈瓣的工作。

TAVR的一種并發(fā)癥是瓣周漏，血液從人造主動脈瓣滲漏并流過其周圍，而不是通過它。這可能會增加心內(nèi)膜炎的風(fēng)險。

瓣周漏最常發(fā)生在人工瓣膜不能與病人受損的主動脈瓣精確匹配的情況下。因此，需要找到更好的方法來預(yù)測人工瓣膜的適合性。

美國亞特蘭大皮埃蒙特心臟研究所心血管成像研究主任Zhen Qian及其同事已開發(fā)出3D心臟瓣膜模型，他們認(rèn)為可以滿足這一需求。

創(chuàng)建3D心臟瓣膜模型

為了創(chuàng)建模型，研究人員利用尖端的3D打印技術(shù)，這使得他們能夠使用各種不同的合成材料模擬心臟瓣膜組織的生理特性。

研究共同作者、美國佐治亞理工學(xué)院的Chuck Zhang表示，既往使用3D打印機和單一材料制造人體器官模型的方法局限于所用材料的生理特性。我們使用超材料設(shè)計和多材料3D打印創(chuàng)建這些模型的方法考慮了心臟瓣膜的機械特性，模擬來自彈性蛋白和膠原蛋白（兩種蛋白質(zhì)在心臟瓣膜中發(fā)現(xiàn)）之間相互作用的軟組織的自然應(yīng)固化行為。

該團隊的心臟瓣膜模型基于接受TAVR的18例患者的計算機斷層掃描（CT）圖像。一旦建成，研究人員用不透射線的珠子排列模型，這有助于識別心臟瓣膜模擬組織的任何錯位。

“膨脹指數(shù)”評分

接下來，研究人員確定了18例患者在TAVR期間接受的人工瓣膜的類型和尺寸。

在溫水環(huán)境中，為了模擬人體體溫，將相同尺寸和類型的人工瓣膜植入3D模型。這些瓣膜的位置模擬患者的人工瓣膜的位置。

使用醫(yī)學(xué)成像和計算機軟件，團隊在人工瓣膜植入前后在3D模型中監(jiān)測不透射線珠的位置。這使得他們能夠識別任何表明人工瓣膜不適合的差異。

這些差異被用來創(chuàng)建一個“膨脹指數(shù)”。研究人員發(fā)現(xiàn)，他們可以使用膨脹指數(shù)預(yù)測經(jīng)歷TAVR后瓣周漏的嚴(yán)重程度；膨脹指數(shù)評分越高，瓣周漏的嚴(yán)重程度越高。

研究人員發(fā)現(xiàn)，患者受損的心臟瓣膜鈣積聚水平也可用于預(yù)測瓣周漏的嚴(yán)重程度，但他們注意到，在某些情況下，3D打印模型更準(zhǔn)確。