近日，密歇根州安娜堡VA醫(yī)療保健中心的科學(xué)家們正在開發(fā)一種3D打印人工肺，可以幫助治療受肺病影響的退伍軍人。慢性阻塞性肺?。–OPD）是目前美國退伍軍人最普遍的疾病之一，16％的退伍軍人都患有此疾病，導(dǎo)致這種問題的一些最常見因素包括接觸焚燒坑、化學(xué)品、柴油機(jī)尾氣和沙子。 根據(jù)VA醫(yī)療保健中心的研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)COPD患者患有肺氣腫（肺氣囊擴(kuò)大和受損）和慢性支氣管炎，約20％的嚴(yán)重創(chuàng)傷性腦損傷患者也患有急性肺損傷。

安娜堡VA醫(yī)療保健中心的生物醫(yī)學(xué)工程師Joseph Potkay博士展示人工肺的2D原型

     生物醫(yī)學(xué)工程師Joseph Potkay博士領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)研究是由VA資助的，專注于血液中積聚二氧化碳的患者，這些患者通常為患有終末期COPD的退伍軍人。血液中積聚過多的二氧化碳可能會(huì)導(dǎo)致心臟驟停而猝死，因此需要從肺部排出多余的二氧化碳。

     Potkay博士長期以來一直在研究使用微細(xì)加工來制造人工肺，這種人工肺與人肺相似，能進(jìn)行有效氣體交換和血液流動(dòng)。2011年，Potkay在凱斯西儲(chǔ)大學(xué)（簡稱CWRU）和 Louis Stokes Cleveland VA醫(yī)療中心的幫助下，使用傳統(tǒng)的微細(xì)加工方法制作出了2D人工肺原型，據(jù)3D虎了解，該原型的效率可以使用空氣作為通風(fēng)氣體，這為人工肺植入開辟了新的可能性。Potkay博士表示，目前正在進(jìn)行的3D打印版人工肺將“提供同樣的基本優(yōu)勢”。

     Potkay博士說：“3D打印人工肺的整體占地面積更小、效率更高。因此，使用3D打印制作的人工肺可以提高便攜性和性能?！?/p>

Potkay的人工肺模型依靠微細(xì)加工來實(shí)現(xiàn)與人肺相似的高效氣體交換和血液流動(dòng)效果

    Potkay博士和他的團(tuán)隊(duì)正在與高分辨率3D打印公司Old World Labs（OWL）合作，創(chuàng)建一個(gè)大小約為半英寸的3D打印人工肺原型，希望能夠裝入背包并成功工作一個(gè)星期。經(jīng)過進(jìn)一步的研究，研究人員希望能讓人工肺工作更長的時(shí)間。肺病患者長期以來一直使用含有人工肺的心肺機(jī)進(jìn)行康復(fù)治療，但這些裝置體積龐大，并非真正的便攜。此外，患者還必須保持適當(dāng)?shù)难獕?、減少凝血和免疫反應(yīng)。

      VA研究中心背后的目標(biāo)是創(chuàng)造出一個(gè)真正可穿戴的人工肺，它與活組織相容并且可以提供短期和長期呼吸支持。根據(jù)Potkay博士的說法，這是第一次使用高分辨率聚合物3D打印來制造具有3D血流網(wǎng)絡(luò)的微流體肺?！巴ㄟ^2D設(shè)計(jì)，可以將許多單個(gè)2D圖層堆疊在一起，但是這限制了人類使用設(shè)備的便利性，并且血液通道的自由度較低。“Potkay博士解釋道?！?D打印能有效解決這些問題，我們可以更精確和有效地了解血流路徑。

    Potkay使用人造毛細(xì)管的測試打印品，這些毛細(xì)管將成為現(xiàn)在生產(chǎn)中的3D人工肺的一部分

     Potkay博士不確定距離植入3D打印肺還有多遠(yuǎn)，目前僅在兔子身上進(jìn)行了測試，并計(jì)劃未來在羊身上進(jìn)行測試。Potkay博士說：“我們相信3D打印版人工肺比2D版更好，但我們目前還沒有證據(jù)能證明這一點(diǎn)。”另外，值得一提的是，3D打印人工肺可以作為其他肺部疾病患者的臨時(shí)解決方案，如急性呼吸窘迫綜合征等

來源：3d打印網(wǎng)

編輯：董強(qiáng)