對于治療腦積水(一種由腦脊液 (CSF) 異常積聚導(dǎo)致大腦壓力而引起的慢性神經(jīng)系統(tǒng)疾病)的醫(yī)療專業(yè)人員來說，治療選擇范圍有限。最常見的是通過手術(shù)放置一種稱為分流器的醫(yī)療設(shè)備，這是一種柔性管，放置在腦室系統(tǒng)中，將腦脊液從大腦轉(zhuǎn)移到身體其他部位。
雖然有效，但這種手術(shù)也存在風(fēng)險(畢竟，該手術(shù)需要在頭骨上鉆一個孔)，盡管這些分流器具有救生功能，但其失敗率相當(dāng)高。無論是先天性(出生時出現(xiàn)，包括脊柱裂)還是后天性(例如腦損傷)，腦積水影響著超過 100 萬美國人，從嬰兒、年齡較大的兒童到老年人。
現(xiàn)在，麻省理工學(xué)院的研究人員在《皇家學(xué)會界面雜志》上發(fā)表了一篇論文該論文提出并驗證了腦積水導(dǎo)管的新設(shè)計原則，旨在克服這些設(shè)備設(shè)計中的一個核心挑戰(zhàn)：它們經(jīng)常被堵塞。導(dǎo)管堵塞會危及生命，尤其是對兒童而言，通常會導(dǎo)致緊急手術(shù)、密封疤痕的重新打開，以及可能需要在插入新導(dǎo)管之前將植入的導(dǎo)管從大腦中切除，然后進(jìn)行額外的治療。時間。這個過程存在腦組織損傷和感染的風(fēng)險。對于兒科患者來說，導(dǎo)管有 60% 的幾率出現(xiàn)??故障，通常是由于組織堵塞了導(dǎo)管，最終阻止了腦脊液從大腦中流出。
該論文的作者之一、電氣工程和計算機(jī)科學(xué)系以及醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)研究所的電氣和生物醫(yī)學(xué)工程副教授 Thomas Heldt 表示，這項新研究的重點是分流器的潛在重新設(shè)計(IMES)。他指出，研究過程的一個重要部分是除了微流體成像以及進(jìn)行流體動力學(xué)計算和測量之外，還進(jìn)行將細(xì)胞培養(yǎng)物暴露于流體剪切應(yīng)力的體外實驗。
“我們想要傳達(dá)的重點是如何最好地設(shè)計導(dǎo)管幾何形狀以優(yōu)化該醫(yī)療設(shè)備的功能，”赫爾特說。“這些設(shè)計參數(shù)可以以這樣的方式改變，即對導(dǎo)管壁施加最小的力，以確保細(xì)胞粘附的風(fēng)險最小。”
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