fbpx
НаукаНаука и технологии

Изработени са изкуствени сърдечни клапи от силикон с помощта на 3D принтер

Екип от учени от Швейцария и Южна Африка са използвали 3D-печат за изработването на изкуствени сърдечни клапани от силикон.

Човешкото сърце се състои от четири камери, всяка от която има клапан, за да може кръвният поток да преминава само в една посока. Ако един от клапаните на сърцето пропуска, свива се и се разширява, то кръвта се връща към предсърдието, подлагайки сърцето на силно износване, а в по-лошия случай това води до аритмия или сърдечна недостатъчност. В зависимост от тежестта на проблема , много често за решаването му се използват изкуствени сърдечни клапи. През следващите няколко десетилетия търсенето на този вид хирургически намеси вероятно ще скочи в много части на света поради застаряващото население, липсата на физически упражнения и лошото хранене. Изчислено е, че около 850 000 души ще се нуждаят от изкуствени клапи на сърцето през 2050 година.

Учени от Висшето техническо училище в Цюрих (ETH Zurich) и южноафриканската компания Strait Access Technilogies са разработили сърдечен клапан, които се изработва на няколко етапа с използването на 3D принтер. Новият модел има редица преимущества в сравнение с традиционните сърдечни клапани. Силиконовият клапан може да се моделира точно по параметрите на пациента, изчислявайки формата и необходимия размер с помощта на компютърна томография или МРТ (магнитно-резонансна томография). Това позволява да се напечата такъв сърдечен клапан, който идеално да подхожда към сърдечната камера на пациента. Цифровият модел и компютърното моделиране помагат да се пресметнат силите, действащи върху импланта и неговата потенциална деформация.

Новият тип изкуствени клапи решава много от проблемите при имплантирането. В сегашната практика сърдечните хирурзи използват импланти от твърди полимери или животински тъкани ( свински или говежди), комбинирани с твърди рамки. За предотвратяване отхвърлянето на тези импланти, пациентите трябва да приемат имуносупресори или антикоагуланти, които имат значителни нежелани странични ефекти. В допълнение, сега използваните резервни клапи имат правилна геометрична форма , което затруднява хирурзите да осигурят плътен контакт между сърдечната тъкан и новата клапа.

„Използваните в момента заместващи клапи са кръгли и не съвпадат точно с формата на аортата, която е различна за всеки пациент”, казва Мануел Шафнер, един от водещите автори и докторант на проф. Андре Стударт от ETH Zurich.

Друг недостатък на сега използваните клапи от животински тъкани е дългия период на изработване. Необходими са няколко работни дена за изработването на една клапа. Новият тип силиконови клапи решават този проблем, защото на изследователите им е необходим час и половина за да изработят сърдечния клапан с помощта на 3D-принтер. Няколко принтера ще могат да изработват десетки, а даже и стотици, клапани всеки ден, като при това производството им ще е значително по-евтино.

Първоначалните тестове са дали обещаващи резултати за функционирането на новия клапан. Една от целите, която стои пред учените е да удължат живота на тези резервни клапани до 10-15 години. В момента екипът извършва редица експерименти за по-нататъшното развитие на силиконовия сърдечен клапан.

„Тези експерименти са необходими, за да получим категорични доказателства, че технологията може да бъде използвана при хора”, казва Фергал Коултер, водещ автор и също докторант при проф. Стударт.

 Той е разработил технологията за изработването на сърдечните клапи с помощта на 3D принтери. Коултер подчертава, че материалът, който в момента те използват, е много здрав, но в същото време продължават с  търсенето и експериментирането с други подходящи матeриали.  

“Би било чудесно , ако един ден можем да произведем сърдечни клапи, които да издържат цял живот и дори да растат заедно с пациента, така че да могат да бъдат имплантирани и на млади хора”, казва Шафнер.

До реалното използване на такива изкуствени клапани на сърцето сигурно ще минат десетина години, защото приблизително толкова продължава цикъла  на  пълните клинически изпитания.

0 0 votes
Article Rating
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments

Харесайте ни :-)


This will close in 25 seconds

0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x