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I ricercatori esplorano i materiali di stampa 3D per stampare i modelli realistici dell'aorta

3D personale ha stampato i modelli creati dai dati cardiaci della rappresentazione, pricipalmente dalle immagini cardiache di CT sempre più è stato utilizzato nella malattia cardiovascolare, soprattutto nella progettazione e nella simulazione preoperatorie delle procedure chirurgiche complesse come pure nella formazione medica. i modelli stampati 3D si rivelano essere altamente accurati nella replica l'anatomia normale e della patologia cardiaca con le differenze riferite meno di 0,5 millimetri fra i modelli stampati 3D e le immagini di sorgenti originali.

Più ulteriormente a queste applicazioni, una nuova direzione della ricerca dell'utilizzazione dei modelli stampati 3D è di studiare i protocolli ottimali di scansione di CT nella malattia cardiovascolare allo scopo di diminuire la dose di radiazioni mentre conserva la qualità diagnostica di immagine. Per raggiungere questo scopo, un materiale appropriato di stampa è essenziale per assicurarsi che i modelli stampati possiedano l'elasticità e la flessibilità simili ai beni normali del tessuto.

Il Sun di Zhonghua, John Curtin ha distinto professore ed il ricercatore di imaging biomedico dall'università di Curtin, Australia è stato alla ricerca dei materiali adatti di stampa 3D per stampare più d'importanza i modelli realistici e, per stampare i modelli cardiovascolari con i simili beni del tessuto a cuore ripiegato ed alle arterie aortiche.

Gli interessi della ricerca di prof. Sun si trovano nella visualizzazione e nella diagnosi di immagine 3D; stampa 3D, realtà virtuale ed intelligenza artificiale nelle applicazioni mediche, specificamente nella malattia cardiovascolare. Nel suo lavoro recente, pubblicato nell'imaging biomedico corrente, prof. Sun ed i suoi presente del gruppo ricercano i risultati per la stampa dei modelli dell'aorta con i materiali di stampa che hanno simile attenuazione di CT a quello della parete aortica normale sia sulle scansioni di post-contrasto che pre- di CT.

Ulteriori avanzamenti che di questo studio le applicazioni correnti di stampa 3D nella malattia cardiovascolare ad un altro livello presentando la prova che 3D stampato ha personalizzato i modelli dell'aorta possono essere usate per studiare i protocolli ottimali di CT, oltre al valore che 3D ha stampato i modelli dell'aorta serviscono da strumento utile per la progettazione e la simulazione prechirurgiche della riparazione endovascular della malattia aortica.

In suo ultimo articolo, prof. Sun ed il suo gruppo hanno riferito i risultati su come i materiali identificati possono essere usati per stampare i modelli realistici dell'aorta. In primo luogo hanno creato un tipo di lunghezza 25 millimetri modello aortico della dissezione di B dalle immagini di CT, quindi stampato 4 modelli con un uso di due materiali, vale a dire Agilus dal CENTESIMO di Visijet e di Stratasys dai sistemi 3D.

Questi materiali sono molli e possono essere misti con un altro materiale quale la resina del photopolymer creare un intervallo dei prodotti con differenti beni elastici. Questi 4 modelli aortici hanno consistito di due modelli di Agilus stampati con A40 e A50, rappresentanti due gradi differenti di durezza, altri due modelli di Visijet stampati con il CENTESIMO di Visijet con durezza differente, A30 e A70. Il CENTESIMO A30 di Visijet ha una resistenza alla trazione fra 0,2 e 0,4 che è vicino alle arterie di invecchiamento, mentre Agilus A40 e A50 ha una resistenza alla trazione di 0,5 - 1,5. I 4 modelli dell'aorta sono stati scanditi su uno scanner di 192 CT della fetta con il protocollo standard dell'aorta CTA e le scansioni sono state eseguite con e senza uso del mezzo di contrasto misurare l'attenuazione di CT al lumen vero, al lumen falso, all'alettone intimal ed a due aree della giunzione fra i lumen veri e falsi.

I risultati hanno indicato che i modelli di Agilus hanno avuti più alta attenuazione di CT che i modelli del CENTESIMO di Visijet sulle immagini di CT di non contrasto, con Agilus A50 che ha un'attenuazione media di CT simile a quella delle immagini originali di CT. Sulle immagini di contrasto, soltanto il CENTESIMO A30 di Visijet ha prodotto l'attenuazione di CT simile a quella delle immagini originali, mentre i modelli restanti stampati con altri materiali hanno provocato l'attenuazione significativamente più alta di CT che quello delle immagini originali. Questo studio indica che il CENTESIMO A30 di Visijet è considerato un materiale appropriato per stampare il modello aortico della dissezione dovuto la sua simile elasticità all'aorta normale.

L'angiografia di CT dell'aorta (CTA) è corrente il metodo di riferimento nella valutazione preoperatoria dell'aneurisma aortico e della dissezione. Più ulteriormente, CTA è comunemente usato continuare i pazienti curati con gli innesti endovascular dello stent. Di conseguenza, seguiti regolari di CTA di questi pazienti a 3, 6 e 12 mesi, da allora in poi contribuiscono annualmente alla dose di radiazioni cumulativa, che suscita le gravi preoccupazioni dovuto malignità indotta da radiazioni. L'ottimizzazione della dose è clinicamente importante a questi pazienti che ricevono le scansioni multiple di CT.

modelli aortici stampati 3D con elasticità che materiale del CENTESIMO di Visijet l'aspetto di giallo-chiaro traslucido permettendo il suo uso per formazione purpose, oltre al suo valore riferito nella guida ambulatorio aortico complesso o della riparazione aortica endovascular. La stampa dei modelli aortici della dissezione molto provocatorio è confrontata ad altri modelli cardiovascolari dovuto la struttura membranosa molto sottile dell'alettone intimal.„

Sun di Zhonghua, il professor distinto di John Curtin e ricercatore di imaging biomedico, università di Curtin, Australia

Le immagini di CTA utilizzate in questo studio hanno rappresentato le strutture anatomiche piacevoli compreso l'alettone intimal che sono state segmentate e stampato state senza alcuna difficoltà. Ciò conferma l'importanza di qualità delle immagini di sorgente per garantire la stampa dei modelli di alta qualità.

Il gruppo di prof. Sun sta continuando a lavorare a stampare le strutture più anatomiche compreso le nervature, le vertebre toraciche, i tessuti molli, i polmoni ed il cuore che tiene conto simulazione dell'ambiente più realistico. “Il fantasma dovrebbe essere migliorato per imitare in vivo la circostanza e questo tiene conto indagine sui protocolli ottimali di scansione di CT dell'aorta per rilevazione della dissezione aortica,„ dice prof. Sun.

Source:
Journal reference:

Wu, C., et al. (2021) Investigation of three-dimensional printing materials for printing aorta model replicating Type B aortic dissection. Current Medical Imaging. doi.org/10.2174/1573405617666210218102046.