近日，密歇根州安娜堡VA醫療保健中心的科學家們正在開發一種3D打印人工肺，可以幫助治療受肺病影響的退伍軍人。慢性阻塞性肺病（COPD）是目前美國退伍軍人最普遍的疾病之一，16％的退伍軍人都患有此疾病，導致這種問題的一些最常見因素包括接觸焚燒坑、化學品、柴油機尾氣和沙子。 根據VA醫療保健中心的研究發現，大多數COPD患者患有肺氣腫（肺氣囊擴大和受損）和慢性支氣管炎，約20％的嚴重創傷性腦損傷患者也患有急性肺損傷。

安娜堡VA醫療保健中心的生物醫學工程師Joseph Potkay博士展示人工肺的2D原型

     生物醫學工程師Joseph Potkay博士領導的這項研究是由VA資助的，專注于血液中積聚二氧化碳的患者，這些患者通常為患有終末期COPD的退伍軍人。血液中積聚過多的二氧化碳可能會導致心臟驟停而猝死，因此需要從肺部排出多余的二氧化碳。

     Potkay博士長期以來一直在研究使用微細加工來制造人工肺，這種人工肺與人肺相似，能進行有效氣體交換和血液流動。2011年，Potkay在凱斯西儲大學（簡稱CWRU）和 Louis Stokes Cleveland VA醫療中心的幫助下，使用傳統的微細加工方法制作出了2D人工肺原型，據3D虎了解，該原型的效率可以使用空氣作為通風氣體，這為人工肺植入開辟了新的可能性。Potkay博士表示，目前正在進行的3D打印版人工肺將“提供同樣的基本優勢”。

     Potkay博士說：“3D打印人工肺的整體占地面積更小、效率更高。因此，使用3D打印制作的人工肺可以提高便攜性和性能。“

Potkay的人工肺模型依靠微細加工來實現與人肺相似的高效氣體交換和血液流動效果

    Potkay博士和他的團隊正在與高分辨率3D打印公司Old World Labs（OWL）合作，創建一個大小約為半英寸的3D打印人工肺原型，希望能夠裝入背包并成功工作一個星期。經過進一步的研究，研究人員希望能讓人工肺工作更長的時間。肺病患者長期以來一直使用含有人工肺的心肺機進行康復治療，但這些裝置體積龐大，并非真正的便攜。此外，患者還必須保持適當的血壓、減少凝血和免疫反應。

      VA研究中心背后的目標是創造出一個真正可穿戴的人工肺，它與活組織相容并且可以提供短期和長期呼吸支持。根據Potkay博士的說法，這是第一次使用高分辨率聚合物3D打印來制造具有3D血流網絡的微流體肺。“通過2D設計，可以將許多單個2D圖層堆疊在一起，但是這限制了人類使用設備的便利性，并且血液通道的自由度較低。“Potkay博士解釋道。“3D打印能有效解決這些問題，我們可以更精確和有效地了解血流路徑。

    Potkay使用人造毛細管的測試打印品，這些毛細管將成為現在生產中的3D人工肺的一部分

     Potkay博士不確定距離植入3D打印肺還有多遠，目前僅在兔子身上進行了測試，并計劃未來在羊身上進行測試。Potkay博士說：“我們相信3D打印版人工肺比2D版更好，但我們目前還沒有證據能證明這一點。”另外，值得一提的是，3D打印人工肺可以作為其他肺部疾病患者的臨時解決方案，如急性呼吸窘迫綜合征等

來源：3d打印網

編輯：董強