в

Надруковані на 3D-принтері клапани серця враховують унікальну анатомію кожного пацієнта

Гарвардські вчені розробили програмне забезпечення, яке дозволяє друкувати на 3D-принтері клапани серця, що враховують анатомію кожного конкретного пацієнта.

3D-надруковані клапани серця
credit: Wyss Institute

Технологія 3D-друку відкрила цілий ряд можливостей для створення медичних імплантатів, дозволяючи хірургам створювати для своїх пацієнтів індивідуальні пристрої, спеціально підібрані під унікальну анатомію їх тіла. Нещодавно вчені з Гарвардського університету застосували цю технологію до лікування захворювань серця, щоб забезпечити безперешкодне перекачування крові, наприклад, при заблокованому клапані. Вони розробили нову процедуру, що дозволяє надрукувати на 3D-принтері клапани серця, які враховують унікальну анатомію кожного пацієнта і тому мають максимально підходящі розміри.

Заміна клапана серця – поширена складна процедура, при якій хірурги намагаються розблокувати один з чотирьох клапанів, що забезпечують потік крові до серця та з нього. Існує багато причин, чому ці клапани можуть перестати функціонувати належним чином. Але найчастіше це відбувається через накопичення кальцію на тонких клапанах – пелюстках, які повинні відкриватися і закриватися при кожному серцебитті.

Пристрій для підбору розміру клапана серця
credit: Wyss Institute

Гарвардські дослідники кажуть, що в США приблизно один з восьми чоловік у віці від 75 років переносить помірну або важку блокаду аортального клапана серця. Як правило, лікарі в таких випадках використовують катетер, щоб обережно помістити штучний клапан в аорту. Ця процедура відома як транскатетерна заміна аортального клапана (TAVR) і головним її недоліком раніше була неможливість визначення правильного розміру клапана. Джеймс Уівер, доктор філософії і старший науковий співробітник Інституту Вісса при Гарвардському університеті, так це коментує:

«Якщо ви купите пару черевиків в інтернеті, не примірявши їх спочатку, то є велика ймовірність, що вони не підійдуть належним чином. Транскатетерна заміна аортального клапана створює аналогічну проблему, оскільки у лікарів немає можливості оцінити перед операцією, як обраний ними розмір штучного клапана буде відповідати анатомії конкретного пацієнта».

Неправильне рішення лікарів може мати серйозні наслідки для здоров’я пацієнта. Занадто маленький штучний клапан серця може зміститися, через що він більше не буде виконувати свою функцію, а надто великий клапан взагалі може пошкодити серце ще більше і призвести до смерті пацієнта.

Відкладення кальцію на клапанах серця
credit: Wyss Institute

Тому команда вчених з Гарварду придумала спосіб, як вирішити цю серйозну проблему. Він заснований на новому комп’ютерному програмному забезпеченні, яке здатне створювати тривимірні моделі клапанів-пелюсток за допомогою параметричного моделювання, використовуючи набір з семи координат, взятих з комп’ютерної томографії. Ці дані потім використовується для 3D-друку фізичної моделі серцевого клапана. Також, дослідники надрукували на 3D-принтері пристрій, якому дали назву «класифікатор». Він поміщається у модель серця для підбору оптимального розміру клапана шляхом його розширення і скорочення доти, поки не буде знайдено ідеальне прилягання.

Таким чином, надруковані на 3D-принтері клапани серця враховують унікальну анатомію кожного пацієнта і мають максимально підходящі розміри. Вчені перевірили цю нову технологію, використовуючи дані 30 пацієнтів, які вже пройшли процедуру транскатетерної заміни аортального клапана, але при цьому у них виникли проблеми через недостатній розмір клапанів. Порівняння ідеального розміру клапана, розрахованого новим програмним забезпеченням, з фактично імплантованим кожному пацієнту, показало, що лише 60% з них отримали клапан правильного розміру.

Вчені з Гарвардського університету виклали в інтернеті у вільний доступ своє програмне забезпечення для моделювання розміру клапанів серця і подальшого друку їх на 3D-принтері. Вони сподіваються, що інші дослідники і лікарі зможуть використовувати його для поліпшення результатів лікування захворювань серця серед їх пацієнтів.

Джерело: Wyss Institute.

Що Ви про це думаєте?

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *