添加劑制造技術(shù)已被用于生產(chǎn)特定患者的心臟瓣膜模型。由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院復(fù)合材料組牽頭的研究項(xiàng)目使用了在紫外光下聚合的硬、中、軟三種等級(jí)的醫(yī)用級(jí)聚硅氧烷。ViscoTec品牌Preeflow的eco-PEN300分配器有助于精確、重復(fù)地沉積各種粘度的材料。
根據(jù)患者的CT掃描，可以生成3D打印的心軸。使用eco-PEN分配器在一些人工心臟瓣膜和瓣膜小葉上打印增強(qiáng)纖維。瓣膜的另一部分——主動(dòng)脈內(nèi)三角——是基于對(duì)患者主動(dòng)脈根部的掃描而構(gòu)建的。然后，用紫外光交聯(lián)硅酮。
第二步，制作主動(dòng)脈根部的硅膠模型。藻酸鹽暫時(shí)包裹住瓣膜。蓋子保護(hù)瓣膜小葉，并允許形成下垂的人造血管和集成支架。使用一維激光掃描組件，創(chuàng)建虛擬表面，通過(guò)該虛擬表面可以計(jì)算擴(kuò)展支架幾何形狀的刀具路徑。eco-PEN300再次用于打印0.3毫米厚的支柱，以便可以移除卷軸。海藻酸鹽覆蓋層通過(guò)烘箱脫水去除，這導(dǎo)致患者特定的人工心臟瓣膜帶有主動(dòng)脈支架覆蓋層或窗口，這取決于涂層是否被噴涂。
研究人員表示，通過(guò)數(shù)字化制造，人造瓣膜可以被制造成功能性植入物。與機(jī)械心臟和組織瓣膜相比，該方法具有以下潛在優(yōu)勢(shì)：
它可以為病人生產(chǎn)特殊的心臟瓣膜。
植入物制造成本低廉。
所使用的材料可以消除對(duì)處方血液稀釋劑的需求。
印刷心臟瓣膜的幾何形狀與其生物學(xué)特性相似，功能相似。
與傳統(tǒng)植入物相比，纖維增強(qiáng)心臟瓣膜顯示出較小的機(jī)械應(yīng)力，并具有改善的血液動(dòng)力學(xué)特性。
根據(jù)Preeflow的說(shuō)法，eco-PEN300分配器用于打印一些心臟瓣膜和支架，并確保心臟瓣膜和房室瓣的穩(wěn)定性。制造商指出，這種應(yīng)用需要少量精確且可重復(fù)的微分布。
蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院研究項(xiàng)目的Fergal Coulter評(píng)論說(shuō)：“eco-PEN在打印具有不同粘度和流能的不同材料時(shí)是一種出色的擠出機(jī)。“[pen]的精確體積分配消除了長(zhǎng)時(shí)間打印過(guò)程中擠出流量的變化，并減少了調(diào)整壓力曲線以適應(yīng)恒定材料流量所需的時(shí)間。”
展望未來(lái)，庫(kù)爾特設(shè)想將干細(xì)胞整合到瓣膜中，以匹配患者的形狀。最初的想法包括使用載有細(xì)胞的水凝膠。最近的一個(gè)項(xiàng)目使用Preeflow生態(tài)PEN來(lái)分配活細(xì)胞，從而在運(yùn)動(dòng)服上形成通風(fēng)口。
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