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利用3D微打印技术,打造全球最小的柔性血管内窥镜
2020-07-24 22:53:58   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

这种类似摄像头的成像设备可以插入血管,提供高质量的3D图像,帮助科学家更好地了解心脏病发作和发展的原因,有助于改善心血管疾病的治疗和预防。

据麦姆斯咨询报道,阿德莱德大学和斯图加特大学合作领导的一支研究小组利用3D微打印技术开发出了一款全球最小的柔性血管内窥镜。

临床前和临床诊断越来越依赖于通过内窥镜对内脏器官进行高分辨率可视化。内窥镜探头的微型化对于小管腔或脆弱器官的无损成像非常必要。不过,目前的制造方法限制了高度微型化探头的成像性能,阻碍了它们的广泛应用。为了克服这一局限,阿德莱德大学和斯图加特大学合作领导的一支研究小组开发了一种新颖的超薄探头制造技术,利用3D微打印技术开发出了全球最小的柔性血管内窥镜。

利用这一技术,他们构建了一款功能齐全的超薄像差校正光学相干断层扫描探头。这是迄今有报道的尺寸最小的自由曲面3D成像探头,包括导管鞘在内的直径仅为0.457 mm。

这种类似摄像头的成像设备可以插入血管,提供高质量的3D图像,帮助科学家更好地了解心脏病发作和发展的原因,有助于改善心血管疾病的治疗和预防。

研究人员开发的这款成像设备如此之小,以至于能够对老鼠的血管内部进行扫描成像。

利用3D微打印技术,打造全球最小的柔性血管内窥镜

a. 这款3D打印OCT内窥镜在动脉内的示意图;b. 熔接到导光单模光纤上的无芯光纤尖端,及位于其上的3D打印离轴自由面全内反射(TIR)镜的显微镜图像;c. 系统的光学设计;d. 3D打印OCT内窥镜的照片,通过旋转并向后拉以完成完整的3D OCT扫描

该研究成果合著者,阿德莱德大学光子学和先进传感研究所心脏基金会博士后研究员Jiawen Li博士说,心血管疾病导致在澳大利亚每19分钟就有1人死亡。

心脏病的一个主要成因是斑块,由脂肪、胆固醇和其它堆积在血管壁上的物质形成。

临床前和临床诊断越来越依赖于血管结构的可视化,以帮助医疗人员更好地了解疾病。

微型内窥镜的作用类似于微型摄像机,医生可以看到这些斑块是如何形成的,并探索新的治疗方法。

OCT图像横截面图

a. OCT图像横截面图;b. a图部分的Masson三色染色显示,蓝色箭头表示似乎含有纤维蛋白、血小板和细胞碎片的血栓;c. 另一幅OCT图像的横截面图;d. c图同一区域的Masson三色染色显示,红色箭头指向纤维帽和邻近的坏死核心。

斯图加特大学光学设计与模拟小组组长Simon Thiele博士负责制造了这种微型镜头。

“在此之前,我们还无法制造出这么小的高品质内窥镜。”Simon Thiele博士说,“使用3D微打印技术,我们可以打印出肉眼看不见的复杂镜头。具有塑料保护外壳的整个内窥镜,其直径可以微型化至不到半毫米。”

Jiawen Li博士解释称:“将这些创新成果转化为非常实用的技术,令人兴奋。当我们把工程人员和医学临床医生聚在一起,迸发出了不可思议的创新火花。”

这项研究的合作方还包括南澳大利亚健康和医学研究所、皇家阿德莱德医院和莫纳什大学的研究人员。

延伸阅读:

《印刷和柔性传感器技术及市场-2020版》

《医疗柔性电子技术及市场趋势-2020版》

《柔性混合电子(FHE):应用、挑战及创新趋势-2020版》

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