L'Université chinoise de Hong Kong étudie l'impression 3D pour les maladies cardiaques

L'Université chinoise de Hong Kong étudie l'impression 3D pour les maladies cardiaques

Dans le récent

SHD provoque des problèmes tels que:

Sténose aortique Régurgitation mitrale Défaut septal auriculaire Caillots de l'appendice auriculaire gauche (AAL)

L'imagerie conventionnelle est limitée, tandis que l'émergence de modèles imprimés en 3D permet aux professionnels de la santé de passer de la reconstruction mentale d'images 2D à une compréhension plus complexe de la pathologie.

Alors que l'impression 3D continue de faire son chemin dans le domaine de la médecine, les modèles sont utilisés pour:

Guider le traitement Simulation procédurale Faciliter la recherche hémodynamique Améliorer la formation interventionnelle Promouvoir la communication patient-clinicien

Pour créer un modèle médical, des images doivent être obtenues, les données doivent être traitées et l'objet doit être imprimé en 3D.

« Les sources d’imagerie les plus couramment utilisées pour la SHD sont l’échocardiographie, la tomodensitométrie (TDM) et l’imagerie par résonance magnétique (IRM) », affirment les chercheurs. «D’autres modalités, telles que la tomographie par émission de positons, la tomodensitométrie à simple photon et la tomodensitométrie à faisceau conique, sont moins couramment utilisées. Toutes les images doivent utiliser le format DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine).

Simulation pré-procédurale de MitraClip sur modèle imprimé en 3D. (A) Modèle numérique d'un cœur. Différentes couleurs représentent différents composants cardiaques (gris: valves mitrales; rose clair: valves tricuspides; or clair: septum auriculaire, oreillette gauche, ventricule gauche et droit). (B) Modèle cardiaque multi-matériaux imprimé en 3D pour la simulation pré-procédurale. Les valves ont été imprimées avec un matériau flexible et les restes ont été imprimés avec un matériau dur. (C) Les 5 trous forés dans le septum auriculaire représentent la position différente pour différents types d'interventions cardiaques structurelles. (D) Le dispositif MiraClip a été libéré via un cathéter d'administration à travers le septum auriculaire jusqu'à la valve mitrale. Cercle bleu: MitraClip; cercle rouge: occlusion de l'appendice auriculaire gauche (LAAO). S, supérieur; A, antérieur; P, postérieur; Moi, inférieur; IVC, veine cave inférieure; LAA, appendice auriculaire gauche; MV, valve mitrale.

Une gamme de matériaux est à la fois populaire et possible pour la fabrication de modèles médicaux:

«L’impression multi-matériaux par projection de matériaux est de plus en plus utilisée pour créer des structures cardiaques. Différents composants tissulaires ont été imprimés avec différentes textures. Par exemple, une valve aortique a été imprimée avec du matériel d’impression flexible, et les calcifications attachées aux valves ont été imprimées avec du matériel d’impression dur, respectivement », rapportent les auteurs.

Application de l'impression 3D pour fuite péri-périphérique. (A, B, C) Un cas trouvé avec une fuite de péri-appareil après TAVI et une occlusion de fuite de péri-appareil nécessaire: (A) un TEE post-TAVI de routine a montré une fuite de péri-appareil (cercle jaune); (B) simulation de l'occlusion de fuite péri-périphérique sur le modèle de racine aortique imprimé en 3D dérivé de CT post-TAVI; (C) le bouchon vasculaire de 10 mm s'est révélé le mieux adapté à ce cas. (D, E, F, G) Un cas trouvé avec une fuite résiduelle après la fermeture de l'ASD: (D) Le modèle multi-matériaux imprimé en 3D montrait une fuite résiduelle (cercle bleu) à côté de l'obturateur de l'ASD (astérisque *); (E) le cathéter de distribution est passé par la position de fuite; (F) le dispositif (deux astérisques **) a été libéré in situ. (G) La vue bicavale du modèle imprimé en 3D a montré une libération et un séjour stables du dispositif choisi. 3D, tridimensionnel; TAVI, implantation de valve aortique transcathéter; TEE, écho transœsophagien; TDM, tomodensitométrie; TSA, défaut septal auriculaire.

La création de modèles médicaux continue de poser des défis, cependant,

Une plus grande précision est nécessaire, ainsi qu'une standardisation améliorée de l'acquisition des données et des techniques de post-traitement. Bien que des recherches plus approfondies soient nécessaires sur la création et l'utilisation de modèles et de guides chirurgicaux, il en va de même des comparaisons pour offrir de meilleures informations et créer des normes de l'industrie. Les auteurs ont également recommandé un flux de travail plus rationalisé.

«Les propriétés mécaniques des matériaux imprimés en 3D, telles que la résistance à la traction, l’élasticité, la flexibilité, la dureté et la durabilité ont une importance capitale pour les applications cardiovasculaires. La majorité des applications cardiovasculaires rapportées jusqu’à présent ont utilisé des matériaux dont les propriétés n’ont pas été méticuleusement comparées au tissu cardiovasculaire qu’ils imitent. La validation des propriétés des matériaux imprimés en 3D par rapport aux tissus réels de patients humains est importante pour garantir que la simulation procédurale est réaliste », concluent les auteurs.

«Des efforts supplémentaires dans la normalisation technique et l’évaluation clinique des avantages supplémentaires et de la rentabilité de l’impression 3D sont nécessaires pour traduire cette technique prometteuse en réalité clinique.»

Les modèles médicaux imprimés en 3D sont extrêmement bénéfiques pour les médecins et les patients car ils permettent non seulement de diagnostiquer, mais ont également continué à changer de médecine

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