العلماء يصنعون قلوبًا بشرية ثلاثية الأبعاد لاختيار بدائل للصمامات

قالت صحيفة “ديلى ميل” البريطانية، إن العلماء يصنعون قلوبًا بشرية مطبوعة ثلاثية الأبعاد لإبراز جراحات استبدال الصمام، وقال خبراء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، إنهم صنعوا نسخة طبق الأصل من القلب.

وأضافت الصحيفة، يعمل العلماء على تطوير نسخ طبق الأصل مطبوعة ثلاثية الأبعاد لقلوب بشرية، في محاولة لتحسين التكنولوجيا المنقذة للحياة المتوفرة في آلاف المرضى كل عام، تحاكي النماذج تدفق الدم والضغط في قلوب المرضى المريضة، مما يسمح للجراحين بتحسين إجراءات الصمام البديل واختيار الأنسب، تُستخدم صمامات القلب البديلة عندما يكون الصمام الطبيعي للشخص مريضًا أو تالفًا، مما يوقف القلب عن العمل كما ينبغي.

بلغت قيمة سوق صمامات القلب الاصطناعية حوالي 7 مليارات دولار في عام 2021 ، ولكن من المتوقع أن تتضاعف في العقد المقبل مع تقدم السكان في السن، هذا هو أحدث تقدم طبي تم تحقيقه من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد.

طور خبراء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) وعيادة كليفلاند ومؤسسات أخرى قلوبًا اصطناعية من 15 مريضًا يعانون من تضيق الأبهر، وهو ضيق في صمامات القلب يعيق تدفق الدم.

يحتوي قلب كل شخص على أربعة صمامات تمنع تدفق الدم للخلف مع كل نبضة، مما يسمح بإمداد ثابت من الأكسجين والمواد المغذية، ولكن في حالة تضيق الأبهر، يضيق الصمام الموجود بين الحجرة اليسرى السفلية – البطين – والشريان الرئيسي – الشريان الأورطي – ولا ينفتح بالكامل، هذا يترك البطين الأيسر في حاجة إلى العمل بجدية أكبر، مما يسبب ألمًا في الصدر، وقد يتسبب أيضًا في بدء تدفق الدم الغني بالأكسجين إلى الرئتين.

وقالت الصحيفة، إنه يأمل المسعفون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن يتم تصنيع نسخة طبق الأصل من القلب لكل مريض لاختبار الصمام الذي سيعمل بشكل أفضل، وقالوا إنه يمكن استخدامه أيضًا للمساعدة في علاج المرضى الآخرين، مثل أولئك الذين يعانون من أمراض القلب الخلقية، وهي مشكلة أو أكثر في بنية القلب موجودة منذ الولادة، وبالمثل، يمكن استخدام الجهاز في الصناعة للمساعدة في تطوير علاجات جديدة وفي الكليات لتدريب أطباء المستقبل.

تم تطوير النموذج ، الذي تم الكشف عنه هذا الأسبوع في Science Robotics ، باستخدام صور من 15 مريضًا يعانون من تضيق الأبهر، تم تحويل الصور إلى نموذج حاسوبي ثلاثي الأبعاد للبطين الأيسر والشريان الأورطي باستخدام حبر البوليمر.

تم أيضًا تطبيق الألواح المرنة للسماح للنسخة المتماثلة بالتمدد والتقلص، تمامًا مثل القلب الحقيقي، وتم تطبيق هيكل عظمي صلب لضمان الحفاظ على شكله، استخدم العلماء أيضًا الآلات لطباعة نموذج ثلاثي الأبعاد لأبهر المريض. تضمن هذا النموذج الصمام الذي تم تضييقه أو إغلاقه جزئيًا، بمجرد إنشائه ، كان القلب متصلاً بنظام يضخ الهواء للداخل والخارج ، محاكياً تدفق الدم في المريض المصاب بتضيق الأبهر، ثم اختبروا تطبيق صمامات مختلفة على النموذج، لقياس كيفية تغير تدفق الهواء كبديل للدم .

قالت الدكتورة إيلين روش، المؤلفة المشاركة من مستشفى ماساتشوستس العام: “كانت القدرة على مواكبة تدفق المرضى والضغوط أمرًا مشجعًا للغاية، نحن لا نطبع تشريح القلب فحسب، بل نكرر أيضًا آلياته وعلم وظائف الأعضاء، هذا هو الجزء الذي نشعر بالحماس تجاهه.

عندما تم زرع الصمامات أثناء ضخها، لاحظ الباحثون أنها أنتجت تدفقات محسنة مماثلة كما شوهد في المرضى الذين يتبعون إجراءاتهم.

قال المؤلف المشارك الدكتور كريستوفر نجوين، من عيادة كليفلاند في ولاية أوهايو، سيجري المرضى تصويرهم، وهو ما يفعلونه على أي حال، وسنستخدم ذلك لصنع هذا النظام بشكل مثالي خلال اليوم، بمجرد أن يتم تشغيله، يمكن للأطباء اختبار أنواع وأحجام مختلفة من الصمامات ومعرفة أيها يعمل بشكل أفضل – ثم استخدام ذلك للزرع.