解析 | 3D打印技術在心衰疾病的應用方向
發表時間：2019年02月16日瀏覽量：
來源:浙江湖州
JACC HF子刊一篇《3D Printing and Heart Failure》綜述介紹了目前3D打印技術在心衰的應用進展。3D打印技術用于工業超過30年，而在醫學上應用僅5-10年時間。最主要用于患者圍術期特殊的物理模型，心臟通過MR、CT、心超等顯影技術進行三維重建，然后根據相應的要求在完成復雜的3D打印。
通過軟件（Mimics、Seg3D、Vitrea、Terarecon等）對MR、CT、心超或旋轉血管造影等數據進行處理，這些數據最好血池-組織界限清晰、良好的分辨率、無運動偽差。構建出來的3D計算機模型文件包括STL、3MF、VRML、PLY、OBJ和AMF，其中多種材料和顏色需要VRML、3MF和AMF文件。FDM打印可以選擇多聚乳酸和ABS等相對便宜的熱塑性塑料，但是PolyJet和sterelithography更細膩些（多材料和色彩）。桌面打印機，比如Mojo和Makerbot Relicator 2X也能用FDM模式打印，J750、ProX SLS 500則是工業用打印機。打印時間可能需要24小時。
文中作者還提到了3D打印整條鏈的成本還有打印機價格等，舉例Mimics品牌一個產品許可證需要每年15000美金。
3D打印在心衰中的應用
TAVR
Maragiannis等基于CT數據對主動脈瓣狹窄TAVR前建立多材料的3D打印模型，瓣膜狹窄程度與心超符合。TAVR發生瓣周漏多于外科瓣膜置換術，這也是影響遠期死亡率的原因之一。Ripley等建立的3D模型在16位患者的主動脈瓣環測量中與CT測量完美吻合，9位患者中6位準確鑒別出瓣周漏。
TAVR
Maragiannis等基于CT數據對主動脈瓣狹窄TAVR前建立多材料的3D打印模型，瓣膜狹窄程度與心超符合。TAVR發生瓣周漏多于外科瓣膜置換術，這也是影響遠期死亡率的原因之一。Ripley等建立的3D模型在16位患者的主動脈瓣環測量中與CT測量完美吻合，9位患者中6位準確鑒別出瓣周漏。
3D模型還可以對主動脈環進行牽張力測試，有助于事先預測高危瓣周漏患者。
右心衰
有一位復雜先心患者（內臟轉位、三尖瓣閉鎖、肺動脈閉鎖）在心、肝聯合移植術前進行了3D模型打印，有助于術者更好的了解解剖異常。
有一位復雜先心患者（內臟轉位、三尖瓣閉鎖、肺動脈閉鎖）在心、肝聯合移植術前進行了3D模型打印，有助于術者更好的了解解剖異常。
左室輔助裝置（VAD）植入
VAD植入涉及到胸腔大小等因素，3D打印對流出道的設計、長度、角度及器械放置很有幫助。
VAD植入涉及到胸腔大小等因素，3D打印對流出道的設計、長度、角度及器械放置很有幫助。
上圖是一位嚴重Ebstein畸形患者基于MR構建的3D模型，三尖瓣位置和右室大小的三維視圖對計劃植入VAD的進出管道非常有價值。
根據3D數字模型可以根據患者大小定制相應的VAD（見下圖）
根據3D數字模型可以根據患者大小定制相應的VAD（見下圖）
生物打印
3D打印技術也能應用于組織工程與再生醫學。把細胞鋪在生物相容性材料3D打印出來的框架上，在新的環境中繼續保持活力與特殊的細胞功能。Wang等報告了利用3D生物打印方案產生有功能的心肌組織可以同步進行收縮。在退行性瓣膜病方面，Duan等用3D生物打印技術制作出有活力的藻酸鹽/凝膠主動脈瓣管道，在體外這些管道能夠直接被主動脈根部的平滑肌細胞和瓣葉的間質細胞包埋。特殊的冠脈橋和心梗修復補片等也可以通過生物打印來實現。
未來方向
在“精準醫學”和“個體化醫療”時代需要高質量的醫療服務，顯然在復雜慢性心衰和生物打印細胞補片上，3D打印技術將提供獨特的優勢。一大批正在進行的多中心研究將提高心衰患者的臨床預后，而心血管專家、外科醫生和影像學團隊需要進行更多溝通，提供更清晰的解剖學信息來進行3D打印。
來源:浙江湖州
3D打印技術也能應用于組織工程與再生醫學。把細胞鋪在生物相容性材料3D打印出來的框架上，在新的環境中繼續保持活力與特殊的細胞功能。Wang等報告了利用3D生物打印方案產生有功能的心肌組織可以同步進行收縮。在退行性瓣膜病方面，Duan等用3D生物打印技術制作出有活力的藻酸鹽/凝膠主動脈瓣管道，在體外這些管道能夠直接被主動脈根部的平滑肌細胞和瓣葉的間質細胞包埋。特殊的冠脈橋和心梗修復補片等也可以通過生物打印來實現。
未來方向
在“精準醫學”和“個體化醫療”時代需要高質量的醫療服務，顯然在復雜慢性心衰和生物打印細胞補片上，3D打印技術將提供獨特的優勢。一大批正在進行的多中心研究將提高心衰患者的臨床預后，而心血管專家、外科醫生和影像學團隊需要進行更多溝通，提供更清晰的解剖學信息來進行3D打印。
來源:浙江湖州
