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3D打印和微流控技术在医疗上获得进展

2015-07-10 10:29:57来源:cnbeta

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我们知道心血管疾病的治疗方法主要就是采用心脏支架植入手术,但是往往在术后一年左右,支架植入的部位会发生狭窄病变现象,可能还会成为冠状动脉疾病治疗的一大难题。

为了针对真实病例解决这一问题,中国科学院物理研究所生物物理实验室联合中国科学院力学研究所LNM室微流动课题组、安贞医院心脏病科及中国科学技术大学开展了临床-实验-模拟相结合的合作研究(图2)。首先由医院提供实际临床病例,采用血管造影术(angiography)扫描病变部位。然后引入3D打印及微流控技术,将真实血管病变部位模型“复制”加工到三维微流控芯片上。力学所LNM实验室微流动课题组承担了微流控芯片制作及流场测试工作,通过MicroPIV和共聚焦实验系统,测量了实际病变部位附近的流场并计算了壁面剪切应力,给出了临界壁面剪切应力约为0.4-0.5Pa,发现堵塞会发生在壁面剪切应力小于临界值的部位,为临床诊断提供了参考数据。

该研究首次提供了一种复制真实病例进行体外支架植入手术的实验室研究方法(in vitro virtue stent implantation surgery),为今后与临床病例紧密结合,提供优化的支架植入位置,以减小支架植入后再堵塞风险的体外实验做了初步探索。

3D打印和微流控技术

图1. 动脉堵塞示意图,(a)放入支架前;(b)放入支架;(c)放入支架后1年发生再堵塞

3D打印和微流控技术

图2. 临床—实验—模拟研究的流程图

3D打印和微流控技术4.png

图3. 堵塞部位的流动显示实验图像,其中分岔部壁面A和支架位置B

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