Keinotekoinen sydänläppä 3D-tulostimesta
- Lisätiedot
- Hits: 9344
Tekosydänläppien valmistus on edistynyt merkittävästi viime vuosina ja niiden valmistukseen on saatavilla erilaisia menetelmiä ja materiaaleja. Fergal Coulter on yhdessä Tutkimusprojekti biovaikutteinen keinotekoinen sydänläppä im 3D paine Prosessi valmistettu. Tässä artikkelissa kuvataan, kuinka Eco-PEN-sarjan annostelijaa käytetään tietokonetomografiamittauksiin lisäainevalmistuksessa. Viscotec tytär Preeflow käytetään.
Pitoisuus
- Keinotekoisten sydänläppien nykytila ja suuntaukset
- Fergal Coulter luottaa asiakaskohtaisiin polysiloksaaneihin
- Annostelija tulostaa keinotekoiset sydänventtiilit ja stentit
- Tulevaisuuden sydänläppäleikkauksiin
- Mikä on keinotekoinen sydänläppä?
- Kuinka kauan voit elää uuden sydänläpän kanssa?
- Millaisia keinotekoisia sydänläppäitä on olemassa?
Keinotekoisten sydänläppien nykytila ja suuntaukset
Yleisimmät keinotekoisten sydänläppien valmistuksessa käytetyt menetelmät ovat mekaaninen suunnittelu ja biologinen suunnittelu. klo mekaaniset sydänläppäimet ovat läpät, jotka on valmistettu kestävistä materiaaleista, kuten metalliseoksista (esim. titaanista) tai polymeereistä (esim. hiilikuidusta). Nämä läpät tarjoavat erinomaisen kestävyyden ja pitkän käyttöiän. Ne ovat kuitenkin vähemmän joustavia kuin biologiset venttiilit ja vaativat verenohennusaineiden elinikäistä käyttöä veritulppien riskin vähentämiseksi.
3D-tulostinmateriaali | muovista metalliin
biologiset sydänläpät valmistetaan eläinkudoksesta, yleensä sioista tai nautaeläimistä. Nämä venttiilit tarjoavat luonnollisemman toiminnallisuuden eivätkä vaadi verenohennuslääkkeitä eliniän aikana. Niiden säilyvyysaika on kuitenkin rajoitettu ja ne on ehkä vaihdettava ajan myötä.
Viime vuosina on ilmaantunut uusia prosesseja ja materiaaleja, mm. B. vaihda vanha Smeloff-Cutter-sydänläppä ja yhdistä mekaanisten ja biologisten sydänläppien edut. Esimerkkinä tästä on ns biologis-mekaaniset venttiilitjotka on valmistettu eläinkudoksen ja kestävien materiaalien yhdistelmästä. Nämä venttiilit tarjoavat paremman kestävyyden ja toimivuuden puhtaasti biologisiin venttiileihin verrattuna.
Lisäksi myös uusia materiaaleja kuten bioyhteensopivia polymeerejä ja kudostekniikkatekniikoita sydänkirurgian keinotekoisten sydänläppien kehittämisen edistämiseksi. Nämä materiaalit voivat parantaa keinotekoisten venttiilien kestävyyttä ja suorituskykyä.
Toinen suuntaus keinotekoisten sydänläppien valmistuksessa on kehitys henkilökohtaiset läpät. Kehittyneillä kuvantamistekniikoilla ja 3D-tulostusprosesseilla sydänläppiä voidaan räätälöidä ja mukauttaa potilaan erityistarpeisiin. Tämä mahdollistaa läppien paremman istuvuuden ja toimivuuden.
Kaiken kaikkiaan tekosydänläppien tuotanto on jatkuvassa kehitysprosessissa. Nykyiset suuntaukset keskittyvät parantamaan venttiilien kestävyyttä, toimivuutta ja räätälöintiä potilaan elämänlaadun parantamiseksi ja toistuvien toimenpiteiden vähentämiseksi.
Fergal Coulter luottaa asiakaskohtaisiin polysiloksaaneihin
Fergal Coulter Complex Materials Groupista ETH Zürich käytti asiakaskohtaisia lääketieteellisiä polysiloksaaneja kemikaalien kanssa keinotekoisten sydänventtiilien valmistukseen. Ne muuttuvat jäykiksi, keskisuuriksi tai pehmeiksi silikoneiksi UV-laukaistun polymeroinnin jälkeen. Materiaalit täyttävät sytotoksisuuden, ärsytyksen ja ihon herkistymisen biologisen yhteensopivuuden standardit.1
Keinotekoiset sydänventtiilit rakennettu kerroksittain
.Tulosten perusteella laskettu potilaasta tehdään henkilökohtainen, 3D-tulostettu tuurna. Preeflow Eco-PEN300 1K -annostelijalla osa tekosydänläppästä asetetaan karaan ensimmäisessä tuotantovaiheessa. Annostelija lisää myös silikonivahvistuskuituja lehtisiin ja vahvistaa sitten reunoja.
Myös sydänventtiilien yksittäiset alueet aortan sisäiset kolmiot, on rakennettu potilaan aortan juuren skannauksen mukaan. Silikoni silloitetaan sitten UV-valolla. Aorttaläppäkorvaimen additiivisen valmistuksen toisessa vaiheessa aorttajuuri muodostetaan silikonimuottiksi.
A tulee kapseloimaan väliaikaisesti venttiili Alginaatti käytettäväksi. Tämä korkki suojaa aorttaläppä. Se mahdollistaa myös ulkonevan keinotekoisen verisuonijärjestelmän ja integroitujen stenttien kiinnittämisen.
Anaerobisten liimojen annostelija, joka tarkistetaan pitkäaikaisissa kokeissa
Tätä tarkoitusta varten kokoonpano skannataan 1-ulotteisella laserilla. Pinta toistetaan käytännössä tietokoneessa. Stentin auksettigeometrian työstöradat lasketaan. Sitten se tulostetaan jälleen annostelijalla.
Painetut tuet ovat noin 0,3 mm paksuja. Venttiilitappi voidaan poistaa. Alginaattikorkki poistetaan dehydratoimalla uunissa. Riippuen siitä, ruiskutettiinko pinnoite välivaiheena vai ei, saadaan potilaskohtainen keinotekoinen sydänventtiili, jossa on peitetty tai estetty aorttastentti.
Ihmisen biologian innoittamana
Keinotekoinen sydänläppä perustuu ihmisen biologiaan a 3-esitteinen sydänventtiili. Geometria on yksilöllinen ja johtaa räätälöityyn synteettiseen tuotteeseen.
Digitaalinen valmistus mahdollistaa sen sydänläppäproteesit toiminnallisena implanttina. 3D-tulostusprosessia pidetään tulevaisuuden kannalta lupaavana verrattuna olemassa oleviin mekaanisiin sydän- ja kudosventtiileihin.
Viisi syytä keinotekoisten sydänventtiilien lisäaineiden valmistukseen
- Potilaan sydänventtiilin TT-tutkimuksen perusteella voidaan tuottaa täysin yksittäisiä sydänventtiilejä.
- 3D-painetut keinotekoiset sydänventtiilit ovat halpoja valmistaa.
- Käytettyjen materiaalien myötä immunosuppressorit tai verenohennusaineet voidaan tulevaisuudessa välttää.
- Painettujen sydänventtiilien rakenne ja geometria ovat samanlaisia kuin biologinen malli, samoin kuin toiminnallisuus. Tämä testattiin yksityiskohtaisesti Coulterin fysiologisen verenpaineen kokeissa.
- Painetut kuituvahvisteiset sydänventtiilit ovat vain mekaanisesti rasitettuja ja niillä on erinomainen hemodynamiikka. (= Tutkimus veren liikkumisesta verisuonijärjestelmässä).
Annostelija tulostaa keinotekoiset sydänventtiilit ja stentit
Eco-PEN-annostelijan tehtävä on varmistaa sydänventtiilin ja esitteiden venttiilien vakaus. Jotta järjestelmä ei romahdeta käytettäessä fysiologisissa olosuhteissa. Kuten edellä on kuvattu, Eco-PEN300 tulostaa osan sydänventtiilistä ja stentin (= lääketieteellinen implantti, joka pitää alukset tai ontot elimet auki) tai stentin kaltaisen rakenteen vakauden takaamiseksi. Eco-PEN rakentaa myös sydänventtiilien rakennustelineet.
Toteuttamiseksi tällä arkaluontoisella alueella ehdottoman yhtenäinen tarkkuus EU: n alueella microdosing: Toistettavuus niin pienillä annosteltavilla määrillä on taattava. Viscotecin kevyet Preeflow-annostelijat vakuuttivat meidät tästä. Preeflow-annostustekniikkaa täydentää ketterä Robottijärjestelmä. Koska neulan on aina osoitettava pystysuoraan tarkalleen valmistettuun karaan.
3D-tulostin | Muoviosien lisävalmistus
Fergal Coulter työskentelystä Preeflow-annostelijan kanssa: “Eco-PEN on erinomainen ekstruuderin useiden erilaisten tulostamiseen tarvikkeetjoilla on erilaiset viskositeetit ja reologiset ominaisuudet. Annostelijan tarkka tilavuusannostelu eliminoi materiaalivirran vaihtelut pitkien tulosteiden aikana. Lisäksi tämä lyhentää paineprofiilien sovittamiseen tarvittavaa aikaa tasaisen materiaalivirran saavuttamiseksi.
Tarkan annostelijan edut
Esivirtauksen annostelijat voidaan liittää helposti ja joustavasti yksittäiset geometriat säätää. Helppoa integrointia varten Eco-PEN300: ta käytetään 300 µm: n etäisyydellä kohtisuorassa levitettävän pinnan kaarevuuteen nähden. Pienimmät annosmäärät absoluuttisella toistotarkkuudella> 99% voidaan toteuttaa.
Esitys 3D-tulostusprosessista
3D-tulostusmarkkinoiden vaatimusten täyttämiseksi Viscotec aloitti oman liiketoimintansa vuonna 2016 Kehityslisäaineiden valmistus herätetty eloon. Tässä yhteydessä myös salkkua laajennettiin. Tällä välin tämä on johtanut erilaisiin 3D-tulostuspääihin, jotka voivat tulostaa yksi- ja kaksikomponenttisia nesteitä ja tahnoja ja sopivat vieläkin paremmin lisäaineiden valmistukseen.
Tulevaisuuden sydänläppäleikkauksiin
Fergal Coulterin visio tulevaa tutkimusta pitäisi mahdollistaa kantasolujen tulostaminen (sisällyttää kantasolut) ja rakentaa ne läppään. Tämä vastaisi henkilökohtaista morfologiaa.
3D-tulostuspalvelu – verkossa ja nopeasti
Vaikka tämä on vielä kaukana, ideoita on jo olemassa solulla ladatut hydrogeelit käytetään 3D-tulostuksessa. Tällainen projekti toteutettiin myös Preeflow Eco-PEN: llä: elävät solut annosteltiin vahingoittamatta niitä. Sovellus oli "eläviä" tuuletusaukkoja urheiluvaatteissa.
Yleinen tekninen tieto
Mikä on keinotekoinen sydänläppä?
Keinotekoinen sydänläppä on lääketieteellinen implantti, joka palauttaa luonnollisen verenkierron potilailla, joilla on vialliset tai sairaat sydänläppäimet. Keinotekoisia sydänläppiä on kahta päätyyppiä: mekaanisia ja biologisia. Kun tekoläppä implantoidaan, potilas on kytkettävä sydän-keuhkokoneeseen, joka ottaa leikkauksen aikana sydämen ja keuhkojen toiminnan hallintaansa. Keinotekoisia sydänläppiä voidaan käyttää myös epänormaalien sydämen rytmien hoitoon mahdollistamalla normaali sydämen toiminta ja verenkierto.
Kuinka kauan voit elää uuden sydänläpän kanssa?
Elinikä uuden sydänläpän asettamisen jälkeen voi vaihdella merkittävästi useista tekijöistä, kuten potilaan iästä ja yleisestä terveydentilasta, käytetyn läpän tyypistä (mekaaninen tai biologinen) ja muista samanaikaisista sairauksista riippuen.
Lääketieteellisen lehden tutkimuksen mukaan 10 vuoden eloonjäämisaste potilailla, joilla on tekosydänläppä, se on nyt 50-60 % riippumatta siitä, käytetäänkö mekaanista vai biologista läppä.
Vanhemmille yli 80-vuotiaille potilaille tai nuoremmille potilaille, joiden elinajanodote on alle 10 vuotta, Transkatetrin aorttaläppäistutus suoritettu.
Mekaanisten sydänläppien etuna on, että vaikka ne vaativat elinikäistä antikoagulanttihoitoa, niiden käyttöikä on käytännössä rajoittamaton. Lähes kaikki sydänläppäproteesipotilaat voivat elää normaalia elämää ilman rajoituksia. Elinajanodote ei ole nykyään enää merkittävästi rajoittunut.
Millaisia keinotekoisia sydänläppäitä on olemassa?
Nykyaikaisessa lääketieteessä käytetään useita tyyppejä viallisten tai sairaiden luonnollisten sydänläppien korvaamiseen. Yleisimmin käytettyjä ovat mekaaniset sydänläpät ja biologiset sydänläpät.
- Mekaaniset sydämen venttiilit on valmistettu kestävistä materiaaleista, kuten metallista ja erikoismuovista. Ne ovat erittäin kestäviä ja kestävät eliniän, mutta vaativat elinikäistä antikoagulanttihoitoa veritulppien riskin minimoimiseksi.
- biologiset sydänläpät ovat peräisin joko ihmisluovuttajilta (homografti) tai eläimistä (yleensä sioista tai nautakarjasta - ksenografti). Ne ovat biologisesti yhteensopivia eivätkä tyypillisesti vaadi antikoagulanttihoitoa, mutta niiden käyttöikä on rajoitettu ja ne on ehkä vaihdettava 10–20 vuoden kuluttua.
- Kudostekniikan sydänläppäimet on uudemman sukupolven keinotekoiset sydänläppäimet, jotka on valmistettu potilaan omista soluista minimoimaan hylkimisriskiä ja tarjoamaan pitkäkestoisen ratkaisun.
Saatat olla myös kiinnostunut...
Annostelutekniikka | Annostelukone ja annostelija
Anaerobisten liimojen annostelija, joka tarkistetaan pitkäaikaisissa kokeissa
Liimat | Luonnon voimalla ja ilman
Pieni ohjaus | Kompakti ja kustannustehokas
Annostelupumppu | Annostelu nesteestä kiinteisiin aineisiin
Jatkuvien kastikkeiden täyttö putkimaisissa pusseissa
Angela Struck on kehitystyön päätoimittaja ja freelance-toimittaja sekä Presse Service Büro GbR:n toimitusjohtaja Riedissä.