华盛顿州立大学的研究人员近期开发了一种可搏动的3D打印左心脏模型，为外科手术训练提供了革命性的工具。

这项由机械与材料工程学院团队完成的研究，旨在解决当前外科训练模型的局限性。

目前的训练选择包括动物、尸体和计算机模拟，它们既不可重复使用，也无法针对特定患者，而现有合成模型也存在局限性，无法复现真实的心脏行为。

该研究的第一作者、博士候选人亚历杭德罗·纪廉·奥万多指出，以往主要由模具浇铸而成的合成模型，无法实现心脏中复杂的曲面。

研究人员利用真实心脏的扫描数据，通过3D打印技术制造了一个包含心房、心室和二尖瓣的复制品，其质地柔软，与真实器官相似。

他们采用了多材料打印结合微气动执行器与传感器集成的技术路径。

多个微小的气动执行器驱动模型的搏动，而线状材料则控制二尖瓣的运动，随着模拟血液在模型中循环，传感器会监测模拟血压。

该论文的通讯作者、副教授秋开岩表示，这个模型对于医生练习在跳动心脏上进行微创手术非常有用。

他强调，这是第一个无需任何动物模型辅助、就能模仿完整心脏左侧的完全合成模型，能够同时整合解剖学特征和动态功能。

纪廉·奥万多补充道，3D打印中的逐层构建方法使他们能够增加更多曲率，并使心室更逼真地模拟真实心脏。

为了验证模型，研究团队打印了一个有缺陷的二尖瓣，并使用类似市售产品的器械进行了修复。

传感器证实修复后左心室的血压升高，表明瓣膜完全闭合，而超声波成像显示没有血液反流回心脏腔室。

目前，该团队已通过大学的创新创业办公室提交了临时专利申请，并正在努力开发完整的四腔室、四瓣膜模型。

该团队的研究成果已发表在《先进材料技术》期刊上。