Fråga Doktorn

3d-tryckt membran "kan förutsäga risken för hjärtinfarkt"

Enligt Heart Foundation, kommer mer än 920.000 amerikaner att ha hjärtinfarkt i år. Men nu har forskare skapat ett 3D-anpassat elastiskt membran som kan implanteras på det yttre skiktet av hjärtväggen, vilket de säger kan förutsäga förekomsten av hjärtinfarkt och "omvandla" patientbehandling.

Forskargruppen, inklusive professor Igor Efimov från School of Engineering and Applied Science vid Washington University, publicerade nyligen detaljer om skapandet i tidskriften Naturkommunikation .

Med hjälp av en billig 3D-skrivare kunde skaparna utveckla ett elastiskt membran av ett mjukt och flexibelt kiselmaterial. Detta membran är gjord för att matcha formen av en patients epikardium - det yttre skiktet i hjärtväggen.

Forskarna tryckte sedan små sensorer på membranet. Dessa är gjorda av halvledarmaterial, inklusive kisel, galliumarsenid, galliumnitrid, metaller, metalloxider och polymerer.

Sensorerna kan mäta ett antal markörer av arytmi - ett tillstånd som kännetecknas av problem med hjärtslagets rytm eller rytm.

Vidare förklarar hur det elastiska membranet skapades, säger Prof Efimov:

"Vi kartlägger patientens hjärta genom MR-skanning (magnetic resonance imaging) eller CT (computed tomography) -skanning, och beräknar sedan computationally bilden för att bygga en 3D-modell som vi kan skriva ut på en 3D-skrivare."

Bilden är ett exempel på det 3D-anpassade elastiska membranet.

Bildkrediter: Igor Efimov / Washington University

Han tillägger att de då "formar membranets form som kommer att utgöra basen på enheten som används på hjärtans yta."

Det finns redan liknande enheter tillgängliga som är 2D. Men forskarna säger att sådana enheter inte kan täcka epikardiumets hela yta, de kan producera opålitliga resultat.

3D-membran "kunde övervaka vitala organfunktioner"

Skaparna säger att det nya 3D-elastiska membranet kan hjälpa läkare att förutse förekomsten av hjärtinfarkt hos patienter med risk och förbättra behandlingen.

Vidare kan enheten hjälpa behandla behandla en rad hjärtsjukdomar, inklusive artärfibrillering - ett tillstånd som orsakar en oregelbunden hjärtfrekvens.

Prof Efimov säger:

Eftersom detta är implanterbart, kommer det att tillåta läkare att övervaka vitala funktioner i olika organ och ingripa vid behov för att ge behandling.
Vid hjärtrytmstörningar kan den användas för att stimulera hjärtmuskeln eller hjärnan eller i njursjukdomar, det skulle övervaka joniska koncentrationer av kalcium, kalium och natrium."

Enligt prof Efimov är det möjligt att membranet ens kan hålla en sensor som mäter troponin - ett protein i hjärtceller som antas vara en markör för hjärtinfarkt.

Han säger att i framtiden kan enheter som 3D-membran användas tillsammans med ventrikulära hjälpmedel (VAD) - mekaniska pumpar som används för att stödja hjärtfunktionen och blodflödet hos individer som har försvagade hjärtan.

"Det här är bara början," tillägger professor Efimov. "Tidigare enheter har visat stort löfte och har sparat miljontals liv. Nu kan vi ta nästa steg och ta itu med några arytmaproblem som vi inte vet hur man ska behandla."

Medical-Diag.com Nyligen rapporterade om en studie som beskriver ett nytt blodprov som forskare säger kan noggrant förutsäga risken för hjärtinfarkt.