創(chuàng)導(dǎo)三維先天性心臟病模型在心臟病封堵器研發(fā)中的必要性

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先天性心臟?。ê?jiǎn)稱先心?。┦侨蚍秶鷥?nèi)疾病負(fù)擔(dān)排名首位的出生缺陷 [1] 。據(jù)2019年GBD研究顯示，全球先心病患病人數(shù)達(dá)1300萬(wàn)，超過21萬(wàn)人因先心病死亡 [2] ，據(jù)估計(jì)，2022年我國(guó)有200萬(wàn)例先心病患者，每年新增確診病例15萬(wàn)~20萬(wàn)例 [3] 。在20歲以下人群中，先心病是導(dǎo)致死亡的最主要慢性非傳染性疾病，占比約為20% [4] 。因此，先心病的防治是我國(guó)衛(wèi)生保健工作的重點(diǎn)。

封堵器作為介入治療的重要工具，在先天性心臟病的治療中發(fā)揮著重要作用。而在封堵器的研發(fā)過程中，具有四腔室的高仿真透明硅膠心臟模型扮演著至關(guān)重要的角色。

先天性心臟病模型

（創(chuàng)導(dǎo)三維先天性心臟病模型）

具體應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：

一、1:1模擬人體真實(shí)心臟結(jié)構(gòu)及腔室

創(chuàng)導(dǎo)三維的3D打印心臟模型由真實(shí)兒童心臟數(shù)據(jù)1:1還原，經(jīng)過優(yōu)化處理，高度還原了心臟的解剖結(jié)構(gòu)，包括心房、心室、瓣膜及心臟周圍血管等。這種精細(xì)的結(jié)構(gòu)使得研究人員能夠在接近真實(shí)的環(huán)境中測(cè)試封堵器性能。例如，在先心病封堵器的研發(fā)中，該心臟模型能夠模擬卵圓孔未閉、房缺、室缺的形態(tài)和大小，為封堵器的尺寸設(shè)計(jì)和材料改進(jìn)提供重要參考依據(jù)。

兒童動(dòng)靜脈心臟模型

（創(chuàng)導(dǎo)三維兒童動(dòng)靜脈心臟模型）

二、體外模擬心臟血流動(dòng)力環(huán)境

除高度還原人體心臟解剖結(jié)構(gòu)外，創(chuàng)導(dǎo)三維定制化心臟模型還能夠與體外循環(huán)系統(tǒng)（脈動(dòng)泵）相連接，還原心臟血流動(dòng)力學(xué)環(huán)境，如血管內(nèi)壓力的監(jiān)測(cè)、血液流向改變等等。另外，通過調(diào)整脈動(dòng)泵參數(shù)，該模型可模擬心臟在不同生理和病理狀態(tài)下的血流狀態(tài)，從而評(píng)估封堵器在不同條件下的性能。基于整套體外循環(huán)模擬系統(tǒng)，研究人員可以預(yù)測(cè)封堵器在體內(nèi)的表現(xiàn)，包括封堵器的定位、穩(wěn)定性以及可能出現(xiàn)的并發(fā)癥。

心臟血流動(dòng)力系統(tǒng)

（上圖中，兒童動(dòng)靜脈心臟模型連接模擬泵以模擬人體心臟血流動(dòng)力情況）

三、輔助臨床術(shù)式演練及效果評(píng)估

先天性心臟病介入手術(shù)主要受眾為嬰幼兒，因此術(shù)前演練至關(guān)重要。硅膠心臟模型可用于術(shù)前演練及效果評(píng)估。通過模擬手術(shù)過程，幫助醫(yī)生熟悉封堵器的操作技巧，預(yù)測(cè)術(shù)中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，并評(píng)估封堵器的治療效果，以考慮是否更換手術(shù)方式。這種演練將大大降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，提高手術(shù)成功率。

四、封堵器的材料優(yōu)化與力學(xué)性能測(cè)試

當(dāng)先天性心臟病模型連接動(dòng)力系統(tǒng)后，它將輔助篩選與心臟各結(jié)構(gòu)組織力學(xué)性質(zhì)相似的封堵器材料。而且，硅膠心臟模型可用于測(cè)試封堵器在不同應(yīng)力條件下的耐用性與安全度，避免封堵器移位，以確保封堵器在體內(nèi)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地發(fā)揮作用。

左心耳封堵術(shù)模型

（創(chuàng)導(dǎo)三維左心耳封堵模型）

例如：左心耳封堵器主要用于治療房顫患者的左心耳血栓形成風(fēng)險(xiǎn)。在研發(fā)過程中，心臟模型被用于模擬左心耳的結(jié)構(gòu)和血流狀態(tài)。研究人員通過改變模型的尺寸、形狀和材質(zhì)，測(cè)試不同封堵器的效果。同時(shí)，結(jié)合體外循環(huán)模擬系統(tǒng)，研究人員能更好的評(píng)估封堵器在不同血流速度下的穩(wěn)定性和封堵效果。這些測(cè)試結(jié)果不僅為封堵器的設(shè)計(jì)提供了重要數(shù)據(jù)支持，還促進(jìn)了封堵器在臨床應(yīng)用中的安全性和有效性。

創(chuàng)導(dǎo)三維3D打印的硅膠心臟模型在心臟病封堵器的研發(fā)過程中發(fā)揮著重要作用。它不僅能夠模擬心臟真實(shí)結(jié)構(gòu)和功能，還能與體外循環(huán)模擬系統(tǒng)相結(jié)合，為封堵器的設(shè)計(jì)和測(cè)試提供全面支持。我們將通過不斷的研究與創(chuàng)新，使醫(yī)學(xué)模型更加仿真，以幫助企業(yè)開發(fā)出更安全、更有效的封堵器，為心臟病患者提供更好的治療選擇。

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