麻省理工学院的3D打印机械人心脏的外表和泵血方法就像真的同样

没有两颗心脏的跳动是相近的。心脏的大小和外形也许因人而异。针对患有心脏病的人来说，这类差别也许特别显著，由于他们的心脏和首要血管更尽力地工作以战胜所有受损的性能。麻省理工学院（MIT）的工程师们期望通过1个定制的机械人心脏，辅助医师依据患者的详细心脏形式和性能进行医治。

该队伍已然开发出一类程序，阔以3D打印出病人心脏的柔嫩和灵巧的复制品。接着他们阔以操控该复制品的举措，以模拟该病人的血液泵送本领。

该程序含盖首先将病人心脏的医学图片转换成1个三维计算机模型，接着研发职员阔以应用一类基于聚合物的墨水进行3D打印。其结果是1个柔嫩、灵巧的外壳，与病人自己的心脏外形完全相近，研发小组还阔以用这类方式来打印病人的主动脉--将血液从心脏输送到肌体其余部位的大动脉。

为了模拟心脏的泵送动作，该队伍制造了相似于血压袖套的袖子，包裹着打印的心脏和主动脉。每个袖子的底面都相似于准确图案的气泡膜。当套筒连通到1个气动体系时，研发职员阔以调节输出的空气，使套筒的气泡有节拍地膨胀，并紧缩心脏，模拟其泵送动作。

研发职员还阔以给1个围绕着打印的主动脉的独立套筒充气，以紧缩该血管。他们说，这类紧缩阔以被调节为模拟主动脉局促--一类主动脉瓣变窄的状况，造成心脏更尽力地工作以迫使血液通过肌体。

医师们往往通过手术植入1个合成瓣膜来医治主动脉局促，旨在拓宽主动脉的天然瓣膜。该队伍表示，在将来，医师有也许应用他们的新程序，首先打印出病人的心脏和主动脉，接着将各类瓣膜植入打印的模型中，以观测哪种设计对该特定病人的性能和顺应性最佳。研发试验室和医疗设施领域也阔以应用这类心脏复制品，作为测验各类型号心脏病疗法的现实平台。

"一切的心脏全是不同的，"麻省理工学院-哈佛大学健康科学与技术项目标研发生Luca Rosalia说。"它们有批量的改变，特别是当病人生病的时候。咱们体系的优势在于，咱们不单阔以重现病人的心脏形式，还阔以重现其在生理和疾病方面的性能。"

在这项新的研发中，该队伍借用3D打印技术来制造实际病人的心脏的定制复制品。他们应用了一类基于聚合物的墨水，一经打印和固化，就阔以挤压和拉伸，相似于真实跳动的心脏。

作为他们的起始原料，研发职员应用了15名被诊疗为主动脉瓣局促的患者的医疗扫描。研发小组将每个病人的图片转换成病人的左心室（心脏的首要泵房）和主动脉的三维计算机模型。他们将这个模型输入3D打印机，以形成1个柔嫩的、解剖学上确切的心室和血管外壳。

该队伍还制造了袖子来包裹打印出来的模型。他们对每个套筒的口袋进行了定制，当包裹在各自的模型上并和1个小型空气泵体系贯串时，套筒阔以分别进行调节，以真正地紧缩和收缩打印的模型。

研发职员标明，针对每个心脏模型，他们阔以确切地重现此前在每个病人身上丈量的相近的心脏泵送压力和流量。

更进一步，该队伍旨在复制个别患者所接受的许多干预手段，以观测打印的心脏和血管能否以一样的方法作出反应。许多患者已然接受了旨在拓宽主动脉的瓣膜植入。罗切和她的同事在以每个病人为模型的打印主动脉中植入了相似的阀门。当他们激活打印的心脏进行泵送时，他们观测到植入的瓣膜形成了相似于实际患者手术植入后的流量改进。

最终，该队伍应用了1个激活的打印心脏来较为不同尺寸的植入物，看看哪1个会形成最好的配合和流量--他们试想临床医师未来有也许为他们的病人做这类事件。

终极，病人特定的复制品阔以辅助开发和确认拥有独到和战斗性的心脏几何构造的个体的理想医治方式。

为大范畴的解剖构造进行设计，并在此范畴内测验干预手段，也许会加大微创手术的目的人群。

罗萨利娅和他的同事在今日刊登在《科学机械人》上的一项研发中报表了他们的成果。麻省理工学院的一同作家含盖Caglar Ozturk、Debkalpa Goswami、Jean Bonnemain、Sophie Wang和Ellen Roche，还有麻省总医院的Benjamin Bonner、哈佛大学的James Weaver，并且俄亥俄州克利夫兰诊所的Christopher Nguyen、Rishi Puri和Samir Kapadia。