ساخت قلب مصنوعی با استفاده از چاپگر سه‌بعدی

یک گروه از دانشمندان دانشگاه MIT موفق به ساخت قلب مصنوعی انسان با استفاده از چاپگر سه‌بعدی و جوهر پلیمری شدند.

به گزارش تکناک، قلب رباتیک جدید مهندسین MIT به پزشکان کمک می‌ کند تا روش‌های درمانی را با ساختارها و عملکردهای منحصر به فرد قلب در هر فرد تنظیم کنند. قلب مصنوعی ساخته شده با چاپگر سه بعدی می‌ تواند ظرفیت بیمار برای پمپاژ خون را کنترل و تقلید کند.

همانطور که توسط MIT توضیح داده شده است، این روش با تبدیل تصاویر پزشکی قلب بیمار به یک مدل رایانه ای سه بعدی توسط محققان آغاز می‌ شود و سپس مدل حاصل را با جوهر بر پایه پلیمر به صورت سه بعدی پرینت می‌کنند.

یک کپی دقیق از قلب (heart : inner organ for the circulation of blood) بیمار به عنوان یک پوسته نرم و انعطاف پذیر ایجاد می ‌شود. این تیم همچنین می ‌تواند از این روش برای چاپ آئورت بیمار که شریان مهمی برای انتقال خون از قلب به سایر اعضای بدن است، استفاده کند.

این تیم آستین‌هایی شبیه کاف‌ های دستگاه اندازه گیری فشار خون ایجاد کرده‌اند که روی قلب چاپ شده و به دور آئورت پیچیده می‌ شود تا عملکرد پمپاژ قلب را شبیه‌سازی کند.

لوکا روزالیا، عضو تیم ر علوم و فناوری پزشکی MIT-Harvard می گوید: همه قلب ها متفاوت هستند. زمانی که بیماران دچار مشکل قلبی هستند تعداد متغیر های تاثیرگذار زیاد می شود. مزیت سیستم ما این است که می توانیم نه تنها شکل قلب بیمار، بلکه عملکرد فیزیولوژی قلب در حالت سلامتی و بیماری را بازسازی کنیم.

مزایای چاپ سه بعدی

در این تحقیق، دانشمندان از پرینتر سه بعدی برای ساخت کپی شخصی از قلب بیماران واقعی استفاده کردند. آنها 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 15 بیمار مبتلا به تنگی آئورت به عنوان داده اولیه برای ایجاد یک مدل کامپیوتری سه بعدی از بطن چپ و آئورت، محفظه پمپاژ اولیه قلب استفاده کردند. آنها از یک پرینتر سه بعدی برای ساخت یک پوسته نرم و آناتومیکی دقیق از بطن وعروق براساس یک مدل داده ورودی بهره بردند.

این گروه همچنین آستین‌هایی تولید کردند که با چاپگر سه‌بعدی به دور مدل قلب مصنوعی ساخته شده پیچیده می‌شود. آنها جیب‌های روی هر آستین را به گونه‌ای ساختند که وقتی به دور قلب‌ های چاپ شده با پرینتر سه بعدی پیچیده می‌شوند و به یک سیستم پمپ هوای کوچک متصل می‌ شوند، تا آستین‌ها بتوانند به طور جداگانه تنظیم شوند، در این صورت قلب‌ های چاپ شده می توانند به طور واقعی منقبض و منبسط شوند.

تیم سپس رفتار قلب چاپ سه بعدی را با نمونه قلبی که مدل از روی آن ساخته شده بود بررسی کردند تا ببینند قلب و مدل چاپ شده به طور مشابه واکنش نشان می دهد یا خیر.

در نهایت، تیم قلب های ساخته شده قابل کاشت را با اندازه‌های مختلف مقایسه کردند تا ببینند کدام یک بهترین تناسب و جریان را ایجاد می‌کنند. آنها امیدوارند که در آینده، پزشکان بتوانند از این روش  را برای درمان بیماران خود استفاده کنند.