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Harvards 3D-Druckarbeitsflusshilfen undichte Herzklappen voraussagen

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Forscher am Wyss Institute für biologisch angespornte Technik an Universität Harvard haben einen Arbeitsfluß des Drucken 3D geschaffen, der Kardiologen erlaubt, die Leistung von künstlichen Herzklappen vorauszusagen, und, wie verschiedene Ventilgrößen auf die einzigartige Anatomie jedes Patienten einwirken, vor dem medizinischen Verfahren wird durchgeführt wirklich auswerten.

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Mehr als ein in acht gealterten Leuten 75 und älteres in den Vereinigten Staaten entwickeln Gemäßigte-zu-schwere Blockierung der Aortenklappe in ihren Herzen. Viele dieser älteren Patienten haben die künstlichen Ventile, die in ihre Herzen unter Verwendung eines Verfahrens eingepflanzt werden, nannten transcatheter Aortenklappeersatz (TAVR), der das Ventil über einen Katheter einsetzt, der in die Aorta eingefügt wird. Jedoch ist die Herausforderung mit diesem Verfahren, die in hohem Grade genauen, dichten Ersatzherzklappen herzustellen, die mit der Anatomie eines Patienten passen.

Nach einer Rekonstruktion 3D der Herzanatomie wird durchgeführt, werden die äußere Wand der Aorta und alle verbundenen verkalkten Ablagerungen leicht auf einem CT-Scan gesehen, aber die empfindlichen „Broschüren“ des Gewebes, die das Ventil öffnen und schließen, sind häufig zu dünn, sich gut zu zeigen. „Es sieht häufig wie die verkalkten Ablagerungen schwimmt einfach herum innerhalb des Ventils aus und stellt wenig oder keinen Einblick hinsichtlich, wie ein eingesetztes TAVR-Ventil auf sie einwirken würde,“ James Weavers, Ph.D., ein älterer Forschungs-Wissenschaftler am Wyss Institute bereit, erklärte.

Um dieses Problem zu lösen, haben die Forscher eine Software geschaffen die das parametrisches Modellieren verwendet um virtuelle Modelle 3D der Broschüren unter Verwendung sieben Koordinaten auf dem Ventil jedes Patienten zu erzeugen die auf CT-Scans sichtbar sind. Die digitalen Broschürenmodelle wurden dann mit den CT-Daten geverschmolzen und justiert, damit sie in das Ventil richtig passten. Das resultierende Modell, das die Broschüren und ihre verbundenen verkalkten Ablagerungen enthält, war dann 3D druckte in ein körperliches Multimaterialmodell.

Das Team auch 3D druckte ein kundenspezifisches „sizer“ Gerät, das innerhalb des Modells des Ventils 3D-printed passt und erweitert und Vertrag abschließt, um zu bestimmen, welches künstliche Ventil der Größe gut jeden Patienten passen würde.

Forscher entdeckte, dass der Multimaterialentwurf der Modelle des Ventils 3D-printed, die flexible Broschüren und steife verkalkte Ablagerungen in eine völlig integrierte Form enthalten, viel das Verhalten von wirklichen Herzklappen während der künstlichen Ventilentwicklung genauer nachahmen könnte, sowie stellt haptisches Feedback zur Verfügung, wie das sizer erweitert wird.

Das Team prüfte ihr System gegen Daten von 30 Patienten, denen bereits TAVR-Verfahren, 15 durchgemacht hatte von, hatte wem Lecks von den Ventilen entwickelt, die zu klein waren. Indem es das sizer anwendete und Software modellierte, prüfte das Wyss-Team fähiges zur Vorhersage der Rate des Durchsickerns in diesen Fällen mit Genauigkeit 60-73%.

„Sein, die Zwischen- und mit geringem Risiko Patienten zu identifizieren, deren Herzklappeanatomie ihnen eine höhere Wahrscheinlichkeit von Komplikationen von TAVR gibt, ist kritisch und wir haben gehabt nie eine nichtinvasive Weise, das vor genau zu bestimmen,“ sagte Mitverfasser Beth Ripley, M.D., Ph.D, ein Assistenzprofessor in der Abteilung der Radiologie bei University of Washington. „Jene Patienten würden besser durch Chirurgie gedient möglicherweise, wie die Risiken möglicherweise eines unvollständigen TAVR-Ergebnisses überwögen seinen Nutzen.“

Ihre Arbeit wurde gemeinsam mit Forschern und Ärzte von Brigham und Frauenklinik, University of Washington, Massachusetts-Allgemeinkrankenhaus und Max Planck Institute von Kolloiden und von Schnittstellen durchgeführt und wird in der Zeitschrift der kardiovaskulären Computertomographie veröffentlicht.