为了实现动脉瘤剪切的现实3D打印幻影:基底动脉的机械特征

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 神经外科 神经外科
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 剪切脑动脉瘤是一个重要的神经外科手术程序.
• 训练动脉瘤剪切是具有挑战性的,因为血管的微妙性质.
• 血管内技术的进步尚未完全取代外科切割.

研究的目的:

• 为了评估手术剪切期间人类基底动脉的机械行为.
• 将真实动脉的生物力学特性与神经外科训练中使用的3D打印模型进行比较.

主要方法:

• 机械测试十个尸体人类基底动脉.
• 区分健康和动脉样硬化 (斑块受影响) 的动脉段.
• 评估六种不同的3D打印幻影材料的生物力学反应.

主要成果:

• 受斑块影响的动脉段需要明显更高的剪切力 (1.73 ± 0.22 N) 比健康的段 (0.45 ± 0.19 N),表明由于动脉样硬化增加了硬度.
• 没有一个被评估的3D打印材料准确地模仿了真实的动脉的生物力学反应.
• 最硬的材料 (Flex Anatomical, 44.51 ± 0.98 N) 和最符合要求的材料 (40A, 1.05 ± 0.12 N) 仍然明显偏离了生物性能.

结论:

• 动脉样硬化显著增加了基底动脉的刚性和机械阻力.
• 目前的3D打印解剖模型缺乏必要的生物机械现实主义,以有效地进行神经外科训练.
• 需要进一步开发,以创建训练模型,准确地复制患病的大脑动脉的机械特性.