心臟支架不僅僅是老年人需要植入,,很多先天性心臟病的年幼兒童也可以從支架和導(dǎo)管的植入中顯著獲益,,但是孩子們會(huì)逐漸長(zhǎng)大,,心血管系統(tǒng)也會(huì)相對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng),那么成長(zhǎng)過(guò)程中,,心臟支架該何去何從呢?
來(lái)自荷蘭艾恩德霍芬理工大學(xué)( Eindhoven University of Technology)的研究人員開(kāi)發(fā)了一款可以隨著兒童的成長(zhǎng)而自我調(diào)節(jié)的心臟支架,,避免了在成長(zhǎng)過(guò)程中需要二次手術(shù)更換植入物的需要。研究發(fā)表在了雜志《3D Printing and Additive Manufacturing》上,。
這款支架首先通過(guò)計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行設(shè)計(jì),,借助了鎳鈦支架的模型,然后模擬了共聚物3D打印支架的形狀,,通過(guò)3D打印的形式制作了支架的原型,。支架模型具有彈性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),研究人員的想法是,,支架可以在到達(dá)植入位置后自我擴(kuò)張,,類似手術(shù)后的縫合線,最終可以被生物體降解,。
世界范圍內(nèi),,每年會(huì)有280,000人需要進(jìn)行心臟瓣膜手術(shù),,到2050年,,心臟瓣膜的需求有望達(dá)到3倍。目前所使用的生物假體和機(jī)械瓣膜雖然能夠滿足拯救生命的需要,,但是,,對(duì)于很多兒科的患者而言,它們匹配生長(zhǎng)發(fā)育的能力還有所欠缺,。除此之外,,對(duì)于兒科患者而言,這種侵入性的植入設(shè)備應(yīng)該以最大限度的溫和方式植入,,比如微創(chuàng),,才能有利于在臨床中的實(shí)際應(yīng)用;另外,為了滿足臨床的需要,,這種設(shè)備還應(yīng)該能夠快速,、簡(jiǎn)單的規(guī)?;a(chǎn),3D打印無(wú)疑是個(gè)不錯(cuò)的選擇,。
圖片來(lái)源:medgadget
目前的金屬支架會(huì)永久留存體內(nèi),、不具有生長(zhǎng)功能,且長(zhǎng)期使用后容易產(chǎn)生一些并發(fā)癥,。微創(chuàng)心臟瓣膜手術(shù)所需的支架應(yīng)滿足足夠的徑向力,,以使得支架在部署后能夠保持所在的位置,并且具有有限的變形性質(zhì),,以確保瓣膜在完全整合到生物體之前能夠有效的運(yùn)轉(zhuǎn),。支架是瓣膜移植的關(guān)鍵,起到了遞送瓣膜以及在植入后對(duì)假體提供持續(xù)的支撐功能,,對(duì)于兒科患者來(lái)說(shuō),,這是一種非常好的替代療法?;趯?duì)支架的功能要求,,研究人員還進(jìn)行了相關(guān)的物理測(cè)試來(lái)評(píng)估其能力,包括擠壓和按壓等試驗(yàn)來(lái)評(píng)估支架的機(jī)械性能,。
采用了時(shí)下非常優(yōu)良的可生物吸收的聚合材料作為3D打印支架的主體進(jìn)行研究基于了多方面的考量,。這類材料不但在體內(nèi)不會(huì)有副作用,同時(shí)還有一些金屬材料難以比擬的優(yōu)點(diǎn),,例如,,不易產(chǎn)生血栓,以及在植入手術(shù)過(guò)程中,,不會(huì)對(duì)核磁共振成像產(chǎn)生干擾,,提高手術(shù)的安全性。
在瓣膜完全整合到生物體之前,,支架應(yīng)起到足夠的支撐和定位作用,。這款設(shè)計(jì)尚且需要更加完善的評(píng)價(jià),例如,,材料在體內(nèi)的降解情況,,不但包含水解對(duì)聚合物穩(wěn)定性的影響,此外,,細(xì)胞組分及心臟的循環(huán)機(jī)械符合也會(huì)影響支架的降解速度,。下一步,研究人員將會(huì)進(jìn)一步對(duì)支架原型進(jìn)行深入的研究和評(píng)價(jià),。