3D打印的动脉从内部监测堵塞情况

这种可植入的3d打印人工血管由一种柔性复合材料制成，能够实时监测。

来源:Xudong王

当外科医生替换一部分血管在美国，每年有45万名患者接受这种治疗，以治疗血栓，冠状动脉疾病，中风损伤等等，移植血管是由监控的CT扫描，超声波以及其他昂贵的成像技术。尽管如此，40%到50%的移植还是失败了。

这就是为什么威斯康辛大学麦迪逊分校的材料科学工程师们正在开发一种新的3d打印人造血管，让医生和病人可以远程监控血管的健康状况。

可植入血管，由一种柔性复合材料制成，能够实时监测监控．威斯康辛大学麦迪逊分校的王旭东教授说:“这种人造血管可以根据压力波动产生电脉冲，在不使用任何额外电源的情况下，就能精确地测量血管内的血压。”“由于3D几何结构，电脉冲剖面将能够在早期阶段判断是否存在由于内部堵塞而导致的不规则运动。”

这个动脉项目源于王对新型软、柔性材料的长期研究兴趣，这种材料具有压电性(能够在机械应力中产生电荷)和生物相容性(能够在人体中使用而不引起排斥或损伤)。

该团队将钠钾铌酸盐压电陶瓷纳米颗粒与聚偏二氟化铁电聚合物结合，这种聚合物在电场作用下可以翻转极性。然后，他们用这种材料和一台现成的3D打印机打印出了管状动脉。打印机通过靠近喷嘴的强电场将材料挤压出来，使陶瓷颗粒极化，使其具有压电性。

研究生李军(音译)将这种人造动脉进行测试，将其连接到人工心脏系统上，然后模拟人造血管面临的堵塞、高血压和其他问题。这种自供电材料能够正确检测动脉内力量和压力的变化。

研究人员的下一步工作是优化新型铁电复合材料的生产新利18官方的过程。该团队还希望找到使3D打印结构更加敏感的方法，并计划与生物医学领域的研究人员合作，用更真实的循环系统模型来测试动脉。

此外，他们希望用这种新材料来打印人工心脏瓣膜。替代心脏瓣膜通常要么是机械的，要么是从人或动物的供体中取出的，它们都没有像王的材料中发现的那种自我监测。这个团队，包括来自威斯康辛大学麦迪逊医学院和公共卫生学院以及中国浙江大学的合作者，相信在未来可能会使用铁电生物材料和3D打印机来创造其他定制的人造器官。

尽管研究人员正在研究许多其他类型的人造血管和器官，王认为这种技术比其他更复杂的技术有一些优势。“这是一项简单、可扩展的技术，”他说。“我们的新型可打印复合材料允许我们一步就能制作出3D结构，在生产过程中就能展示多功能。”

这项研究发表在杂志上先进功能材料。