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    用于腹主動脈瘤的3D打印模型和支架2020-04-21
    喬伊斯·凡·?。↗oyce van Loon)最近向特溫特大學(University of Twente)提出了碩士論文“個性化的血管內支架植入物:開發用于測試個性化支架植入物的幻影動脈瘤模型”。 這項工作的重點是3D打印醫學模型的使用以及可行設備的潛力。

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    腹主動脈瘤(AAA)由血管無力引起,是涉及內膜,中膜和外膜的不可逆的疾病。 隨著時間的流逝,它們往往會增大,并且在破裂之前進行診斷至關重要。 此后,直到手術前都需要嚴密監視。

    AAA破裂通常會導致突然發作的腹部或背部疼痛以及低血壓或休克。 AAA破裂會危及生命,總死亡率為90%,即使進行迅速的手術干預,仍有約25%的患者死亡?!?van Loon說。

    手術前,術前成像和計劃至關重要。 CTA(計算機斷層掃描血管造影)在成像方式上優越,在估計直徑和長度方面比US更準確。在計劃解剖結構時,內臟動脈受累,主動脈頸的形態(主動脈的近端部分),主動脈的角度,血栓形成的存在,鈣化和狹窄是應考慮的重要因素。這表明,結合所獲得的圖像,有用的測量工具對于評估動脈瘤的狀況并決定應該進行哪種手術以及哪種支架移植物是重要的?!?br/>對于不符合血管內動脈瘤修復(EVAR)資格的患者,有30%會出現更嚴重的并發癥。但是,可以插入定制的血管內支架移植物。盡管可能需要長達兩個月的等待時間,但使用傳統方法仍存在挑戰。

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    在這項研究中,來自65位患者的CT掃描數據可以創建3D模型進行評估,然后進一步用于3D打印個性化支架植入物。 選擇用于形成主動脈的材料需要柔韌性和彈性,高順應性以及足夠堅固耐用的材料以承受來自支架移植物的壓力。 材料必須能夠制造復雜的幾何形狀并具有抗流體性。


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    支架移植物材料應具有較高的順應性,并需要模仿天然動脈。 鎳鈦諾支架因其超彈性,生物相容性,血液動力學穩定性,抗疲勞性和非腐蝕性而被證明具有高順應性?!?van Loon說。 “但是,我們還無法3D打印鎳鈦諾,我們需要一種可比較的材料來研究支架移植物的行為?!?br/>

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    van Loon表示,對于支架,它不僅需要強度和柔韌性,而且還必須使材料在4D水平上交界,并能夠在主動脈中以“自擴張特性”變形。 該材料必須足夠柔軟,以避免對身體造成任何損害,并允許印刷更復雜的結構。 個性化的支架需要定制,以及主動脈壁和支架移植物之間的適當密封。

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    主動脈模型使用彈性樹脂通過Form 2 3D打印機進行打印。 但是,在測試兩個3D打印的模型時,van Loon表示它們“都顯示出問題”,主要是撕裂。 實際上,他們無法完成模型的打印。

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    其次,我們使用Agilus30和Stratasys ObJet260 Connex3打印機打印了主動脈。 Agilus30是一種柔性材料,抗張強度為2.4 – 3.1 MPa,楊氏模量為0.6 MPa?!?van Loon解釋說。 “在Agilus30中打印主動脈模型是一個耗時(1-2天)的過程,但是會產生可用的主動脈模型。

    “在將壁厚分別為1 mm和1.5 mm的主動脈模型置入支架后,它們會破裂,被認為不適合進一步測量。 我們僅將2 mm的壁厚用于進一步的研究?!?/p>


    盡管van Loon記錄了這項研究中的明顯挑戰,但3D打印模型在許多醫療應用中正變得不可缺少,用于協助手術,診斷,治療和教育患者,而各種植入物和設備正在改善周圍人的生活質量。


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