猪组织,和3D打印材料的机械测试和比较,用于心血管幻象

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 心血管工程 心血管工程
• 机械工程 机械工程

背景情况:

• 心血管幻象对于患者教育,手术规划,培训,血液动力学模拟和设备测试至关重要,以提高患者护理.
• 现有的幻影材料往往缺乏生物心血管组织的机械特性,限制了它们的有效性.

研究的目的:

• 将3D打印和材料的机械性能与生物心血管组织进行比较.
• 评估这些合成材料对于创造真实的心血管幻影的适用性.

主要方法:

• 单轴循环张力测试是在猪心血管组织 (大动脉,肺动脉,右心室和左心室) 的形样本上进行的.
• 测试了15种混合物和3种3D打印材料的机械性能.
• 对所有测试材料和组织的不同变形范围计算了弹性模块.

主要成果:

• 猪的大动脉,肺动脉和心室组织表现出非线性应激应变行为,具有歇斯底里和适应效应.
• 材料的弹性模量在0.02-1.16N/mm2之间,而3D打印材料的弹性模量在0.85-1.02N/mm2之间.
• 合成材料显示了近线性行为,与生物组织的非线性机械反应形成鲜明对比.

结论:

• 混合物表现出与猪心血管组织比3D打印材料更一致的机械性能.
• 生物组织的非线性行为,可能是由于纤维招募,并没有被测试的合成材料复制.
• 材料为开发具有仿生机械性能的心血管幻象提供了更有前途的替代方案.