學醫的都知道，X光機的發明為醫生提供了獲取二維信息的可能，后來出現的CT和核磁共振可以提供患處的三維信息，到了3D打印模型實現后，醫學得到了另一個提升。利用3D打印技術制作的關節、骨骼、義齒等模型可用于骨科、口腔科等，這在我國已不鮮見。但今天與大家聊的不是3D打印的骨骼或義齒，而是心臟血管及瓣膜。

要了解3D打印的心臟瓣膜需知曉TAVI

　　心臟瓣膜性疾病是常見的心臟疾病，其中的主動脈瓣狹窄多是先天性或風濕炎癥，以及比例較少的老年性主動脈瓣鈣化引起。近年來，隨著社會老齡化，老年人單純性主動脈瓣鈣化引發的主動脈瓣狹窄越來越多見，患者一旦發展至嚴重主動脈瓣狹窄伴有臨床癥狀如心絞痛、暈厥和心力衰竭，預后極差，生存期僅2-5年。經皮主動脈瓣球囊擴張術和藥物治療僅能姑息性緩解臨床癥狀，但現實中，這一人群通常合并較多的基礎疾病，身體耐受性差，約有超過1/3不能接受外科開胸手術。

　　2005年，世界首例微創不停跳外科主動脈瓣置換術被宣布獲得成功。這個手術正是TAVI，即經導管主動脈瓣置換術，它的出現為高齡危重主動脈瓣狹窄患者帶來了延續生命的希望。

TAVI是怎么做的呢？

　　TAVI是將支架技術和生物瓣技術進行了有機結合，用哺乳動物（牛或馬）心包或生物瓣膜制成的三葉瓣縫合在金屬網狀支架內，兩者一起折疊壓縮進輸送導管或球囊導管，通過自膨脹或球囊擴張方式釋放并撐在大動脈根部，將原鈣化狹窄的瓣膜推開而被人工瓣取代，起到解除梗阻、改善心功能的作用。

　　手術操作時可使用兩種入路，即經股動脈逆向入路和經心尖前向入路，兩者原則是相同的。研究發現，兩種入路的30天生存率相似，均有一定的局部穿刺點并發癥發生率。但經股動脈法操作更簡單，不需外科醫生幫忙即可完成，目前發展趨勢是首選股動脈法，對血管路入途徑不能滿足手術條件者才用經心尖法。

　　在TAVI開展并迅速發展的10年，它的覆蓋國家已有40多個，到2013年，TAVI已用于超過50000例患者。不論是早期的單中心小規模注冊研究還是近期的數個大規模多中心注冊研究、以及前瞻性隨機對照研究均顯示了TAVI在高危嚴重主動脈瓣狹窄患者治療重度安全性和有效性。

3D打印模型為TAVI提供了什么？

　　TAVI實施前，醫生通過影像手段了解患者瓣膜數據，并在腦中形成立體結構，可以說手術的成功主要依靠術者的臨床水平、經驗和“想象力”，剩下的就是“運氣”。如果測量的瓣口尺寸與實際不符，很可能會出現支架移位、脫位，手術失敗患者死亡。

　　所以你會問，如果能在體外測量或觀摩就好了。的確，炫酷的3D打印模型技術正在解決這一問題。

　　這是用3D打印制作模型的準備階段：

　　然后通過嚴格的質檢工藝生產的模型：

　　模型能顯示瓣口大小，以及瓣膜狀況和鈣化點位置（藍色部分為鈣化點），為臨床醫生提供最直觀可見的參考。

　　3月5日下午，北京阜外醫院順利完成首例3D打印技術引導下的TAVI手術。該例手術從最初的患者手術方案制定，到方案可行性測試，再到植入瓣環尺寸確定都借助了3D打印技術，最大限度提高了手術成功率，系國內首創。據該手術的主刀醫生北京阜外醫院吳永健教授介紹，他們在術前通過Materialise Mimics專業3D影像處理軟件對患者的心臟CT數據進行三維重建打印，復制出和患者一模一樣的動脈根部模型及病灶鈣化點。醫療團隊進行術前模擬，并通過模擬中的球囊擴張情況獲取鈣化點位移情況以確定瓣膜的精確置換位置以及瓣環型號的選擇，以進一步提高TAVI手術成功率，這也是運用3D技術的一大重要原因。

　　據悉，Heartprint flex 是目前市場上最接近人體心臟的3D打印材料，幫助3D打印模型從觸感、軟硬度、彈性等多個指標都最大程度接近真實人體。

　　吳教授在采訪中還提到，對于哪些患者需要在3D打印技術引導下實施TAVI手術，已經在研究中，試驗的最終數據將為臨床提供推薦建議。

3D打印技術能為心血管領域做什么？

　　3D打印技術可根據患者個體的二維掃描數據再通過專業處理軟件最后實現定制化的心臟建模，實現精準的數據測量；其次，個性化的3D打印心臟模型有助于研究生教學，它可以更加形象直觀地向學生展示復雜案例中的特殊心臟結構，便于老師講解；最后，也是最重要的一點，心臟建模數據和個性化的3D打印心臟模型可以用來觀察患者復雜的心臟解剖結構，進一步輔助醫生進行手術規劃與預演，以找到最佳手術路徑，這對于復雜的結構性心臟病尤為重要。

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