Cell Regen l 心血管3D打印技术在经导管主动脉瓣置换术中的应用

经导管主动脉瓣置换术Transcatheter Aortic Valve Replacement, TAVR通过股动脉送入介入导管，将人工心脏瓣膜输送至主动脉瓣区打开，从而完成人工瓣膜置入，恢复瓣膜功能。TAVR已开展近20年，对中重度主动脉瓣狭窄或返流患者具有可靠的安全性和疗效，且创伤小，预后优于传统开放手术。同时，心血管3D打印技术在TAVR的应用也已卓有成效，且具有很大的潜力。

经导管主动脉瓣置换术（图源网络）

最近，空军医科大学西京医院心血管外科杨剑教授团队在Cell Regeneration发表了题为“Application of cardiovascular 3-dimensional printing in Transcatheter aortic valve replacement”的综述文章。文章探讨了心血管3D打印技术在TAVR的具体应用场景：运用3D打印技术来重构主动脉根，能够清晰且直观地向外科医生展示其具体的解剖结构；将模型用于TAVR体外手术模拟，可以预测手术的潜在并发症，指导手术获得最佳结果；术后3D模型还可用于呈现支架形状、置入的深度、以及支架在主动脉根部的分布情况。

随着数字精准医疗的不断发展，心血管疾病对数字化建模的需求尤为恳切。3D打印技术的出现为许多复杂心血管疾病的诊断和治疗带来了新的思路和方法。

与传统开胸术相比，TAVR创伤更小，预后更好，对主动脉瓣狭窄或返流的老年患者来说更为安全有效。两者的不同之处在于，传统开胸术无法直接观察主动脉根，更不用说打开心脏观察内部解剖结构了。此外，成像数据或许只能提供二维视图，外科医生在开始手术前还需要进一步研究和评估。

3D打印技术的出现对TAVR的实施有很大的帮助。研究发现，主动脉根的术前计算机断层扫描CT数据能够更直观地呈现出解剖结构，可用于实现3D模型重构。将心血管3D打印技术应用于TAVR，可以让外科医生通过3D打印模型直接查看主动脉根的解剖结构，有助于改善医生和患者之间、年轻临床医生和医科学生以及培训他们的医生和外科医生之间的沟通。

具有不同类型小叶的多种3D打印主动脉根部模型

通过在体外使用3D打印模型模拟TAVR，可以评估冠状动脉阻塞、瓣膜旁漏、传导阻滞和其他严重并发症的可能性。据此制定个体化的术前计划，可以大大简化手术步骤，提高手术的准确性、安全性和有效性。同样地，这类体外模拟TAVR可以更好地培训年轻临床医生，提高他们对手术步骤的熟练程度，避免并发症的发生。

运用3D打印模型预测TAVR并发症

未来，随着对心血管3D打印的材料和设备方面的研究的逐步深入，TAVR的疗效将不断提高。同时我们相信，随着材料和生物打印机的不断发展，精确的生物打印最终将能够重构单个解剖结构，生物打印的血管、瓣膜甚至整个心脏等可植入器官也将逐步实现。

综上所述，心血管3D打印技术在TAVR围手术期治疗期间具有重要的指导作用，当然，这项创新技术在未来也具有广阔的前景。

参考消息https://doi.org/10.1186/s13619-022-00129-4