“人造器官”“人造心脏”是近年来一直出现的热词。随着越来越多医学难题的被攻克,人们都在期待究竟什么时候才能出现靠谱的人造器官。终于,近日有消息证实第一枚3D打印的“人造心脏”已经问世。
目前人造心脏技术存在缺陷
目前用于泵送血液的人工心脏泵等装置仍存在许多缺点,比如金属和塑料材料难以与器官组织相融合,其不自然的运动方式也会给血液造成一定损伤。因此,科学家们一直在努力寻找新的解决方案,比如寻找塑性泡沫等生物相容性材料,以创造出更接近人类心脏的人工心脏泵,用更安全、舒适的方式来保持血液泵送。
3D打印技术带来医学界福音
3D打印技术的发展,使得科学家能够用柔软坚韧的材料制造出复杂的内部结构,打造性能更加优越的人造心脏。
尼古拉斯团队创造出的软体人工心脏,其硅心室中的泵送机制与人类极其相似。不过它的结构和人类心脏并非完全一致——心室之间不是瓣膜,而是充气和放气以便产生抽吸作用的心室。除了供血液进出的输入和输出端口,整个心脏基本是个密闭的整体,所以不需担心不同的内部机制如何组合。
尼古拉斯团队用类似血液的液体对这颗人工心脏进行了测试,结果很理想。不过这颗人造心脏还是一款概念产品,无法用于临床植入。因为用于制造这款心脏的材料不够坚韧,大约只能支撑半个小时,具体使用时间取决于心率的快慢。
不过这项研究成果的意义仍然十分重大,研究人员正计划使用更好的材料和设计打造出一颗更加强悍的心脏。或许要不了多久,医生就能使用这种软体人工心脏帮助心脏病患者重获健康了。
尼古拉斯团队的成员阿纳斯塔西奥斯·彼得鲁(Anastasios Petrou)也对自己的研究成果感到自豪,他表示“这项研究简直令我着迷”。
什么是3D打印
图中所展示的就是使用3D打印技术制作食物。3D打印即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
3D打印的原理
日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品,而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,普通打印机的打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料,打印机与电脑连接后,通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说,3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备,比如打印一个机器人、打印玩具车,打印各种模型,甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。
随着世界科学技术的发展,越来越多先进技术被开发者用在攻克医学领域中的难题上。医疗器械作为最具发展潜力的行业受到很多应届毕业生的追捧。相信在这么多年轻生力军的支援之下很快就会有更加完美的人造心脏被研制出来。