MIT、本物のように見える心臓を3Dプリント

南極のクマの紹介: 人類の科学技術は過去数世紀にわたって大きな進歩を遂げてきましたが、最も急速に成長した分野の一つが医療であることは否定できません。深刻な健康問題に直面する可能性ほど恐ろしいものはないことを考えると、これはおそらく驚くべきことではない。また、これは全体的に最も革新的な産業の 1 つであり、付加製造も含め、常に新しいテクノロジーの導入を模索しています。
2023年2月26日、アンタークティックベアは、MITのエンジニアが、外見から心拍まで患者の心臓を完璧に再現し、心臓病をより効果的に治療できる3Dプリントロボット心臓の開発に成功したことを知りました。

心臓疾患は世界中で主な死亡原因の一つです。実際、統計によると、毎年約 647,000 人のアメリカ人が心臓病で亡くなっており、これは 4 人に 1 人が心臓病で亡くなっていることを意味します。 CDC は、これが米国における死亡原因の第 1 位であるとさえ述べています。さらに、データによればその数は増加している一方であり、ある研究では、パンデミック中にすべての年齢層の心臓病による死亡率が劇的に変化したことが示されている。したがって、心臓病の治療法を見つけることは、多くの医療界にとって最優先事項です。ここでは、特に 3D プリントが各患者に合わせた治療のカスタマイズに役立つ重要な役割を果たすことができます。
△3Dプリントされたハートのレプリカ
よりリアルな 3D プリントの心臓レプリカ<br /> このプロジェクトは、MITの研究者であるルカ・ロザリア氏、チャグラル・オズターク氏、デブカルパ・ゴスワミ氏、ジャン・ボネマン氏、ソフィー・ワン氏、エレン・ロッシュ氏、マサチューセッツ総合病院のベンジャミン・ボナー氏、ハーバード大学のジェームズ・ウィーバー氏とクリストファー・グエン氏、オハイオ州クリーブランド・クリニックのリシ・プリ氏とサミール・カパディア氏らが主導した。彼らの目標は、患者の心臓を模倣した柔らかくて柔軟なロボット心臓を作成し、よりフィットするインプラントを見つけたり、大動脈に最適に機能してフィットする人工弁を開発するなど、さまざまな心臓病の治療に役立てることです。この研究プロジェクトは、国立科学財団、国立衛生研究所、国立心肺血液研究所によって部分的に支援されました。

これを実現するために、彼らは 3D プリントに目を向けました。もっと具体的に言うと、彼らはポリマーベースのインクを使用しました。このインクは硬化すると、実際の鼓動する心臓のように圧迫したり伸ばしたりできるようになります。これは患者の医療スキャンから作成され、その後 3D モデルに変換されて印刷され、心室と血管の柔らかく解剖学的に正確なシェルが作成されます。さらに、心臓の鼓動を再現するために、チームはモデルを包み込むスリーブを作成し、これを空気ポンプシステムに接続してモデルを膨らませたり収縮させたりできるようにしました。ロシュ氏は次のようにコメントしている。「患者の血流と圧力を一致させることができるのは非常に心強いことです。私たちは心臓の構造を印刷するだけでなく、その仕組みと生理学も再現しています。そこが面白いところです。」

最終的に、これは成功したようで、研究者たちは心臓の形や外観だけでなく、各患者で以前に測定されたポンプ圧や流量も完璧に再現できることを実証することができました。これは最終的に、心臓が患者に適切な治療を決定するのに役立つかどうかを確認するために使用されます。たとえば、さまざまなサイズのインプラントを比較することで、どのインプラントが最もフィットし、流れやすいかを確認できます。研究者らは、この研究が、心臓の形状が独特であったり、困難な場合がある人々にとって理想的な治療法の開発に特に役立つ可能性があると指摘している。

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