دریچه‌های قلب تولید شده با چاپگر سه بعدی (+عکس)

موبنا – چاپ سه‌بعدی اشیا درهای جدیدی را به روی محققان باز کرده است تا در زمینه‌های مختلف بتوانند علم را پیشرفت دهند و از این ابزار کارآمد به اشکال مختلف استفاده کنند. در این میان زمانی که قرار است از چاپگر سه بعدی در عرصه پزشکی استفاده شود، این اتفاق بیش از هر جای دیگر کارایی خود را نشان می‌دهد و این امکان را برای جراحان فراهم می‌کند تا بتوانند بیماران را به دستگاه‌های سفارشی طراحی شده مبتنی بر آناتومی بدن مجهز کنند. دانشمندان دانشگاه هاروارد در تازه‌ترین اقدام خود گام‌های جدید در این زمینه برداشتند و فناوری مذکور را برای قلب آسیب دیده به کار بردند تا از این طریق بتوانند روش کاربردی برای باز نگه داشتن شریان‌های مسدود شده و آزادسازی خون لخته شده در رگ‌ها ارایه دهند.

جایگزینی دریچه قلب یکی از روش‌های معمول در علم پزشکی محسوب می‌شود که البته عمل جراحی برای این کار خطرات فراوانی به دنبال دارد و بسیار پیچیده است. طی این اتفاق جراحان به دنبال آن هستند تا یکی از چهار دریچه‌ای که جریان خود را در قسمت داخلی و خارجی قلب تسهیل می‌کند کنترل کنند و آن را به عملکرد طبیعی خود برگرداننند. دلایل زیادی وجود دارد که دریچه‌های قبل کارایی و عملکرد درست خود را از دست بدهند و در این میان یکی از رایج‌ترین آنها انباشت کلسیم در فلپ‌های قلب است که هر کدام از این فلب‌ها با هر ضربان قلب باز و بسته می‌شوند.

این طور که محققان دانشگاه هاروارد اعلام کردند، بیش از یک هشتم مردم آمریکا که سن آنها بالای 75 سال است به نوعی انسداد متوسط تا شدید دریچه آئورت قلب مبتلا هستند و برای کنترل آن انواع داروها را مصرف می‌کنند. پزشکان در حال حاضر این بیماری را با استفاده از نوعی تیوب انعطاف‌پذیر مدیریت می‌کنند تا جریان خون در رگ‌ها جاری باشد. این تیوب انعطاف‌پذیر در اصل دریچه مصنوعی داخل آئورت است که یک روش شناخته شده برای تعویض دریچه آئورت قلب محسوب می‌شود. با این وجود جراحان قلب برای انجام چنین عملی معمولا اندازه درست دریچه مصنوعی را برای تطابق با قلب بیمار حدس می‌زنند که این اتفاق می‌تواند عوارضی را هم به دنبال داشته باشد (TAVR).

دکتر «جیمز ویوِر» از محققان موسسه ویس وابسته به دانشگاه هاروارد که در این بررسی حضور داشت در این خصوص گفت: «اگر شما یک جفت کفش را به صورت آنلاین خریداری کنید و پیش از خرید آنها را پرو نکرده باشید، احتمال زیادی وجود دارد که کفش‌ها اندازه شما نباشد و پای شما در آنها راحت نباشد. زمانی که قرار است دریچه آئورت قلب تعویض شود و دریچه مصنوعی جایگزین آن شود همین مشکل وجود دارد. پزشکان پیش از انجام عمل جراحی این امکان را ندارند تا اندازه دقیق دریچه قلب را شناسایی کنند تا حین انجام عمل قلب مشکلی برای آنها ایجاد نشود».

هرگونه اشتباه در این زمینه می‌تواند مشکلات و تبعات بعدی خطرناکی را به دنبل داشته باشد. اگرچه دریچه مصنوعی قلب بسیار کوچک باشد این اتفاق باعث فرسودگی و نشت خون می‌شود و همچنین اگر دریچه قلب بزرگتر از اندازه اصلی باشد این اتفاق می‌تواند قطع جریان خون و در نهایت مرگ بیمار را به دنبال داشته باشد.

دانشمندان هم اکنون در حال پیشبرد روش جدید خود استفاده تا برخی ابزارهای هوشمند کنونی بتوانند در جریان پیوند دریچه قلب به بیماران کمک کنند. بیماران در روش درمانی جدید پیش از انجام عمل قلب تحت فرآیند سی‌تی‌ اسکن قرار می‌گیرند و در این اقدام تصاویر مبتنی بر اشعه ایکس به کار گرفته می‌شود تا بر اساس آن ساختار سه بعدی قلب بیمار مشخص شود. روی جدید به گونه‌ای طراحی شده است که می‌تواند تمام بخش‌های قلب از جمله دیوارهای بیرونی آئورت را به همراه هرگونه انسداد کلسیومی در رگ‌ها مشخص کند و در این میان دریچه‌ها نیز به درستی در تصاویر مشخص می‌شوند تا دانشمندان از قبل بتوانند اندازه دقیق آنها را محاسبه کنند.

محققان دانشگاه هاروارد با همکاری دانشمندانی از دانشگاه بیرمنگام، بیمارستان زنان انگلستان، دانشگان واشنگتن، بیمارستان عمومی ماساچوست، و موسسه کلوئید مکس پلانک توانستند طی بررسی‌های مشترک و طولانی مشکل تعویض دریچه قلب بیماران را به کمک چاپگر سه بعدی برطرف کنند. این روش درمانی به کمک یک نرم‌افزار رایانه‌ای انجام می‌شود که مدل‌های سه بعدی از دریچه قلب بیمار را تولید می‌کند و سپس به کمک مدل سازی‌های پارامتری با استفاده از تصاویر هفت سیستم سی‌تی اسکن، این مدل‌‌ها تکمیل می‌شوند. این اتفاقات در کنار یکدیگر داده‌هایی را تولید می‌کنند که برای چاپگر سه بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد تا در نهایت مدل فیزیکی دریچه قلب مشخص شود و چاپگر سه بعدی بتواند آن را تولید کند.

نتیجه حاصل از این یافته‌های جدید در آخرین شماره از نشریه بین المللی «پرتونگار رایانه‌ای قلب و عروق» منتشر شده است.