چاپ ۳ بعدی قلبی که مانند قلب واقعی کار می‌کند

دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی یک قلب رباتیک ساخته‌اند که مانند یک قلب واقعی کار می‌کند. با این روش جدید، یک کپی دقیق از قلب بیمار به عنوان یک پوسته نرم و انعطاف‌پذیر ایجاد می‌شود.

کد خبر: ۵۹۰۰۷۱

تاریخ: ۰۴ اسفند ۱۴۰۱ - ۱۲:۰۶

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از آی‌ای، قلب رباتیک جدید مهندسان MIT به پزشکان کمک می‌کند تا درمان‌ها را با ساختارها و عملکردهای منحصر به فرد قلب هر بیمار تنظیم کنند. این قلب شخصی‌سازی شده با فناوری چاپ سه‌بعدی می‌تواند ظرفیت بیمار برای پمپاژ خون را کنترل و تقلید کند.

همانطور که توسط پژوهشگران MIT توضیح داده شده است، این روش با تبدیل تصاویر پزشکی از قلب بیمار به یک مدل کامپیوتری سه بعدی توسط محققان آغاز می‌شود و سپس آنها را با جوهر مبتنی بر پلیمر به صورت سه‌بعدی چاپ می‌کنند.

بدین ترتیب یک کپی دقیق از قلب بیمار به عنوان یک پوسته نرم و انعطاف‌پذیر ایجاد می‌شود.

این گروه تحقیقاتی همچنین می‌تواند از این روش برای چاپ آئورت بیمار، شریان مهمی که خون را از قلب به بقیه بدن منتقل می‌کند، استفاده کند.

این تیم تکه پارچه‌هایی شبیه به کاف‌ها یا بازوبندهای فشار خون ایجاد کرده‌اند که روی قلب چاپی و آئورت می‌پیچند تا عملکرد پمپاژ قلب را شبیه‌سازی کنند. فضای داخلی هر پارچه دارای طرحی شبیه به پوشش حبابدار است.

محققان می‌توانند هوای خروجی را طوری تنظیم کنند که حباب‌های پارچه را به شکل ریتمیک منبسط و قلب را منقبض کنند و حرکت پمپاژ قلب را زمانی که پارچه به یک سیستم پنوماتیک متصل می‌شود، شبیه‌سازی کند.

لوکا روزالیا دانشجوی کارشناسی ارشد در برنامه MIT-Harvard در علوم و فناوری بهداشت، می‌گوید: همه قلب‌ها با هم متفاوت هستند و به خصوص زمانی که افراد بیمار می‌شوند، تغییرات گسترده‌ای به وجود می‌آید. مزیت سیستم ما این است که می‌توانیم نه تنها شکل قلب بیمار، بلکه عملکرد آن را هم از نظر فیزیولوژی و هم در بیماری بازسازی کنیم.

مزایای چاپ سه بعدی

دانشمندان برای این مطالعه کنونی از فناوری چاپ سه بعدی برای ایجاد یک کپی شخصی از قلب بیماران استفاده کردند. دانشمندان از جوهر مبتنی بر پلیمر استفاده کردند که پس از چاپ و پخت می‌تواند بسیار شبیه به قلب تپنده واقعی منقبض و منبسط شود.

محققان از اسکن پزشکی ۱۵ بیمار مبتلا به تنگی آئورت به عنوان داده اولیه خود استفاده کردند. آنها از عکس‌های هر بیمار برای ایجاد یک مدل کامپیوتری سه بعدی از بطن چپ و آئورت که محفظه پمپاژ اولیه قلب است، استفاده کردند. سپس از یک چاپگر سه بعدی برای ایجاد یک پوسته نرم و از لحاظ آناتومیک صحیح از بطن و عروق با استفاده از این مدل به عنوان ورودی استفاده کردند.

این گروه همچنین پارچه‌هایی برای متناسب‌سازی اشکال چاپی ایجاد کردند. آن‌ها جیب‌های روی هر پارچه را سفارشی کردند تا هنگامی که به دور شکل‌های مربوطه خود پیچیده می‌شوند و به یک سیستم پمپ هوای کوچک متصل می‌شوند، بتوانند به طور جداگانه تنظیم شوند تا مدل‌های چاپ شده به طور واقعی منقبض و منبسط شوند.

این گروه تحقیقاتی امیدوار است که در آینده پزشکان بتوانند از این روش برای بیماران خود بهره ببرند.

این مطالعه در مجله Science Robotics منتشر شده است.