尿囊幻象模仿机械性能和压力在填充期间
Maxime Verstraeten1, George Bou Kheir2, Louis Vande Perre1
1BEAMS Bio-Mechatronics Department, Université Libre de Bruxelles, Brussels, Belgium.
研究人员使用3D打印模具和制开发了一种新的膀幻影,以精确模仿填充过程中人类膀的机械特性. 这种工具有助于手术规划和医疗器械开发用于下泌尿道疾病.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 医疗器械开发 医疗器械开发
- 泌尿器科 泌尿器科 泌尿器科 泌尿器科
背景情况:
- 模仿器官属性的幻影对于手术规划,培训和医疗器械开发至关重要.
- 精确的膀幻象是需要的尿动力学研究评估下泌尿道症状,因为目前的模型缺乏现实的伸展和合规的行为.
研究的目的:
- 开发和验证一种使用水溶性3D打印模具制造精确的膀幻影的多功能方法.
- 创建一个精确模仿在生理性膀填充过程中观察到的机械特性和压力-体积曲线的膀幻象.
主要方法:
- 使用水溶性3D打印模具和膠制造幻象.
- 嵌入一个电线网来控制扩张和模型囊囊测量能力.
- 开发一个数学模型来描述由于被动超弹性属性的压力增加.
主要成果:
- 制造的幻影精确地复制了在填充期间膀的机械特性.
- 幻体呈现出典型的囊泡测量研究的压力-体积曲线,符合25.2 ± 1毫升/厘米H2O.
- 在理论模型和实验数据之间实现了较低的平方根平均误差 (2.7 cmH2O).
- 幻影属性 (合规性,墙壁厚度,容量) 可调整以模拟各种病理和人类的变化.
结论:
- 溶于水的3D打印方法是有效的创造现实的软,空洞的器官幻影.
- 数学模型使幻影的设计能够模拟健康或患病的膀.
- 这些幽灵可以增强用于膀相关应用的医疗器械的开发和验证,补充动物研究.
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