研究员开发出可帮助治疗COPD的3D打印

之前3D虎也曾报道过关于使用3D打印技术帮助退伍军人定制辅助装置和假肢的案例。现在,密歇根州安娜堡VA医疗保健中心的科学家们正在开发一种3D打印人工肺,可以帮助治疗受肺病影响的退伍军人。慢性阻塞性肺病(COPD)是目前美国退伍军人最普遍的疾病之一,16%的退伍军人都患有此疾病,导致这种问题的一些最常见因素包括接触焚烧坑、化学品、柴油机尾气和沙子。根据VA医疗保健中心的研究发现,大多数COPD患者患有肺气肿(肺气囊扩大和受损)和慢性支气管炎,约20%的严重创伤性脑损伤患者也患有急性肺损伤。人工肺的2D原型生物医学工程师JosephPotkay博士领导的这项研究是由VA资助的,专注于血液中积聚二氧化碳的患者,这些患者通常为患有终末期COPD的退伍军人。血液中积聚过多的二氧化碳可能会导致心脏骤停而猝死,因此需要从肺部排出多余的二氧化碳。Potkay博士长期以来一直在研究使用微细加工来制造人工肺,这种人工肺与人肺相似,能进行有效气体交换和血液流动。年,Potkay在凯斯西储大学(简称CWRU)和LouisStokesClevelandVA医疗中心的帮助下,使用传统的微细加工方法制作出了2D人工肺原型,据3D虎了解,该原型的效率可以使用空气作为通风气体,这为人工肺植入开辟了新的可能性。Potkay博士表示,目前正在进行的3D打印版人工肺将“提供同样的基本优势”。Potkay博士说:“3D打印人工肺的整体占地面积更小、效率更高。因此,使用3D打印制作的人工肺可以提高便携性和性能。“Potkay的人工肺模型Potkay博士和他的团队正在与高分辨率3D打印公司OldWorldLabs(OWL)合作,创建一个大小约为半英寸的3D打印人工肺原型,希望能够装入背包并成功工作一个星期。经过进一步的研究,研究人员希望能让人工肺工作更长的时间。肺病患者长期以来一直使用含有人工肺的心肺机进行康复治疗,但这些装置体积庞大,并非真正的便携。此外,患者还必须保持适当的血压、减少凝血和免疫反应。VA研究中心背后的目标是创造出一个真正可穿戴的人工肺,它与活组织相容并且可以提供短期和长期呼吸支持。根据Potkay博士的说法,这是第一次使用高分辨率聚合物3D打印来制造具有3D血流网络的微流体肺。“通过2D设计,可以将许多单个2D图层堆叠在一起,但是这限制了人类使用设备的便利性,并且血液通道的自由度较低。“Potkay博士解释道。“3D打印能有效解决这些问题,我们可以更精确和有效地了解血流路径。Potkay使用人造毛细管的测试打印品Potkay博士不确定距离植入3D打印肺还有多远,目前仅在兔子身上进行了测试,并计划未来在羊身上进行测试。Potkay博士说:“我们相信3D打印版人工肺比2D版更好,但我们目前还没有证据能证明这一点。”另外,值得一提的是,3D打印人工肺可以作为其他肺部疾病患者的临时解决方案,如急性呼吸窘迫综合征等。


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