3D打印的多材料肝脏模型,同时具有机械和放射组织模拟特征,以提高现实性
Laszlo Jaksa1,2, Othniel James Aryeetey2,3, Sepideh Hatamikia1,4
1Austrian Center for Medical Innovation and Technology (ACMIT), Wiener Neustadt, Austria.
International journal of bioprinting
|June 16, 2023
概括
这项研究开发了一个3D打印的人类肝脏模型,具有更好的机械和放射现实性. 这种新的印刷方法增强了医疗解剖模型的定制机会.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 医疗成像医学成像
背景情况:
- 解剖模型在医学中至关重要,但现有的3D打印选项往往缺乏现实的软组织机械性能.
- 机械和放射性特征的准确表示对于有效的医疗培训和手术规划至关重要.
研究的目的:
- 开发和评估具有增强机械和放射性性能的多材料3D打印的人类肝脏模型.
- 将印刷肝脏模型的机械和放射性特征与其印刷材料和真实的人类肝脏组织进行比较.
主要方法:
- 一台多材料3D打印机被用来创建一个缩放的人类肝脏模型,使用软和油填充剂.
- 拉伸测试样本以不同的灌装密度和内部结构为机械性能分析而打印.
- 进行了循环负荷测试,以比较弹性模块和消散能量比率.
- 用CT扫描来评估印刷模型的放射性特性 (Hounsfield单位).
主要成果:
- 充满液体的肝脏模型表现出0.26 MPa的初始弹性模块,比固体模型 (0.37 MPa) 更接近真实肝脏组织.
- 散散能量比率表明,在加载周期中,液体填充和固体模型之间的机械阻尼有差异.
- 肝脏模型的CT扫描显示了225 ± 30 HU,这与打印的340 ± 50 HU相比,更接近人类肝脏的70 ± 30 HU.
结论:
- 拟议的多材料3D打印方法与单材料打印相比,显著提高了解剖性肝脏模型的机械和放射现实性.
- 这种方法提供了先进的定制可能性,可以创建更准确和功能更好的医疗培训和模拟工具.
