Ang mga Sakit sa Puso at Dugo ay Nangungunang Sanhi ng Kamatayan sa Hilagang Amerika – Maaaring Baguhin Ito ng 3D Printing

Cardiovascular diseases continue to claim the lives of millions yearly across the globe. Unfortunately, it remains one of the top causes of death in most countries, and according to statistics, this trend is on the rise. Thankfully, some innovative researchers have revealed a new pamamaraan of printing veins that could help improve bypass surgery patients’ results and usher in a new age of bioengineering. Here’s everything you need to know.

Sakit sa Puso at Dugo – Estadistika

Ang sakit sa cardiovascular ay pangunahing sanhi ng kamatayan sa Estados Unidos at karamihan ng mga industriyal na bansa sa buong mundo. Maraming salik ang nagdala sa sitwasyong ito, kabilang ang hindi malusog na pagkain, pag-inom ng alak, mababang kalidad ng hangin, at paggamit ng tabako. Ang lahat ng mga gawaing ito ay maaaring magtulak sa isang tao sa landas ng pagkakaroon ng mga sakit sa cardiovascular.

Paggamot sa mga Sakit sa Puso at Dugo Ngayon

When you examine the number of heart disease victims yearly, it’s no surprise to learn that considerable effort has been put forth to help these individuals. In many instances, bypass surgery is required. This procedure introduces an artificial vein that skips over the clogged pathway and creates a new route, enabling the blood to flow smoothly and with proper pressure again.

Creating these vascular grafts has been a point of study for many years, as it’s extremely difficult to recreate a vein that matches the same strength and characteristics of the natural versions. Currently, extrusion-based bioprinting and hydrogel methods allow professionals to create pathways and specific conduits when needed. However, these methods of bioprinting have limitations.

These limitations included less durability, strength, and structural integrity. These printed veins aren’t strong enough to hold their structure when extended past certain distances. As such, they have a higher failure rate than desired by medical professionals. Thankfully, a group of researchers have come up with some innovative ways to make artificial veins stronger and last longer.

Detalye ng Pag-aaral

Ang pag-aaral na “Fabrication of a Compliant Vascular Graft Using Extrusion Printing and Electrospinning Techniques” ay sumisid sa iba’t ibang pamamaraan upang mapabuti ang tensile at pressure strength sa mga imprenta upang mabigyan ang mga pasyente ng mas mapagkakatiwalaang maliliit na vascular constructs.

Pamamaraan ng Electrospinning

Ipinakilala ng mga mananaliksik ang isang bagong paraan ng paglikha ng mga ito na tinatawag na electrospinning. Ang pamamaraang ito ay nag-integrate ng fiber reinforcement sa 3d printed na gelMA vascular grafts. Kapansin-pansin, isang bagong additive-lather 3d printing system ang nilikha na nag-iintegrate ng electrostatic na puwersa upang maghabol ng mga nanofibrous na estruktura sa mga artipisyal na ugat.

Pinagmulan – Advanced Materials Technologies

Pinahintulutan ng estratehiyang ito ang mga mananaliksik na lumikha ng mga ugat na may pantay-pantay na kapal ng pader sa kabuuan. Bukod dito, idinisenyo ang estruktura ng mga ugat upang kumilos tulad ng extracellular matrix (ECM) ng mga likas na tisyu. Ang vertical rotating mandrel printing setup ay pinagsama ang dalawang electrospinning heads sa pre-warmed na gelMA hydrogel na inilalabas sa pamamagitan ng extrusion printing head.

Kapansin-pansin, ang vertical mandrel ay umiikot sa 20 rpm. Ang bilis na ito ay nagbigay-daan sa mga mananaliksik na panatilihin ang hydrogel sa isang constant na daloy na 0.22 mL min−1 mula sa 18 G tapered tip. Partikular, isang Gelatin-methacryloyl (gelMA) ang nilikha para sa pagsusuri. Ito ay hinaluan ng iba pang additives, kabilang ang methacrylic anhydride, bago ilagay sa isang buffering solution ng phosphate-buffered saline. Ang hakbang na ito ay nagpanatili ng balanseng PH, na nagpapahintulot sa estruktura na tumigas nang pantay kapag inilagay sa ilaw.

Nano na Hilo

Kapag ang gelatin-methacryloyl (gelMA) ay tumigas na, isang structural layer ng mga nanofibers ang idinadagdag. Ang karagdagang ito ay nagpapalakas sa mga artipisyal na ugat. Ang mga nanofibers na ito ay nilikha gamit ang iba’t ibang halo ng polycaprolactone (PCL) at poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) (PLCL) polymer solutions. Kapansin-pansin, ang mga nanofibers na ito ay may maraming katangian na kahalintulad ng natural na human muscular fibers.

Pagsusuri sa mga Bagong Pamamaraan

Isinagawa ng mga mananaliksik ang iba’t ibang pagsusuri upang suriin ang kanilang likha at mga kakayahan nito. Kapansin-pansin, sumaklaw ang pagsusuri sa maraming kategorya, kabilang ang pressure, capacity, durability, at iba pa. Gumamit ang mga mananaliksik ng Kinexus Ultra+ Rheometer sa unang yugto ng mga pagsusuri. Ang aparato ay itinakda gamit ang 40 mm sandblasted parallel plate geometry bilang bahagi ng pamamaraang ito.

Presyon ng Pagsabog

Ang pagsusuri ng burst pressure ay isa pang hakbang na ginawa ng koponan. Ito ay mahalagang hakbang dahil maraming isyu sa kasalukuyang mga pamamaraan dahil sa mas mababang burst pressure kumpara sa tunay na ugat ng tao.
Sinimulan nila sa pamamagitan ng pagsusuri ng fiber-reinforced gelMA graft sa isang customized na Instron 3367 universal testing machine. Nakaya nilang pasabugin ang nilikhang ugat katulad ng pag-pump ng puso, na nagbigay-daan sa koponan na makita kung gaano karaming pressure ang kayang tiisin ng kanilang mga yunit.

Lakas ng Tensile

Sinuri ng mga mananaliksik ang tensile strength sa lahat ng direksyon. Ang tradisyonal na mga pamamaraan ay nagpakita ng pagiging brittle kapag iniunat o binasag, kung saan ang gel ay hindi kayang panatilihin ang circumference nito sa pag-extend. Ang karagdagang nanostructure ay dinisenyo upang maiwasan ito.
Sinubukan ng koponan upang matiyak na ang mga estruktura ay matibay sa parehong circumferential at longitudinal na direksyon. Ipinakita ng mga resulta ang karagdagang tibay ng nano-reinforced na vascular pathways. Nakaya nilang panatilihin ang kanilang estruktura sa ilalim ng mga kondisyon ng pagsusuri na lumagpas sa kanilang mga pangangailangan.

Pagsusuri ng Cytotoxicity

Isa pang alalahanin ay kung paano tatanggapin ng katawan ang mga prosedurang ito. Isinagawa ang cytotoxic testing upang kumpirmahin na ang mga bagong ugat na ito ay hindi agad tatanggihan ng katawan. Ipinakita ng mga resulta ang kahalintulad na resulta sa kasalukuyang mga pamamaraan, bagaman may mas mataas na pagganap pagdating sa tibay at pagkakapantay-pantay.

Mga Resulta ng Pagsusuri – Sakit sa Puso at Dugo

Ipinakita ng mga resulta ng pagsusuri na matagumpay na nakalikha ang koponan ng mga artipisyal na ugat na may mga katangian na kahalintulad ng mga natural na katapat nito. Sa ilalim ng burst pressure testing at tensile strength examinations, ang mga yunit na ito ay gumana tulad ng totoong tisyu ng tao, na nagbubukas ng pinto para sa isang bagong panahon ng 3d printed na biomaterials.

Mga Benepisyo ng Pag-aaral sa Sakit sa Puso at Dugo

Maraming benepisyo ang kaakibat ng kakayahang mag-3D print ng mga ugat na kasing lakas ng mga natural na daluyan ng dugo. Una, pinapadali nito para sa mga propesyonal sa pangangalagang pangkalusugan na ma-access ang mga serbisyong ito. Habang dumarami ang mga tao na humaharap sa mga panganib sa kalusugan, tiyak na tataas ang pangangailangan para sa mga produktong pang-cardiovascular health.

Mas Mababang Gastos

Ang kasalukuyang mga pamamaraan ng heart bypass ay epektibo ngunit nangangailangan ng pagpapabuti. Ang pinakabagong pag-unlad na ito ay magpapabuti sa kanilang mga resulta at magpapababa ng presyo para sa masa. Ang pananaliksik na ito ay nagbibigay-daan sa pare-pareho at madaling pag-imprenta ng mga produktong ito kapag kinakailangan. Sa hinaharap, lalo pang bababa ang mga gastusin habang pinalalawak ng koponan ang kanilang pananaliksik at pag-unlad ng materyales.

Maliit na Diameter na Vascular Grafts

Isa sa mga pangunahing bentahe ng pagtuklas na ito ay nagbibigay-daan sa mga propesyonal sa pangangalagang pangkalusugan na lumikha ng mas maliit na diameter na vascular grafts. Noon, ang mga pamamaraan ng pag-imprenta ng mga ugat ay limitado sa kung gaano manipis ang kanilang magagawa sa mga passageways. Ang limitasyong ito ay dulot ng kakulangan sa integridad ng estruktura.
Ang pinakabagong pag-unlad na ito ay nagpapabuti sa structural performance ng ultra-thin na bio-printed na mga ugat, na nagbibigay-daan sa mga mananaliksik na lumikha ng mas maliit at mas tumpak na mga modelo kapag kinakailangan. Bukod dito, mas kaunting oras ang kinakailangan upang i-print ang mga matibay na alternatibong ito.

Mas Mahabang Graft

Isa pang malaking benepisyo na hatid ng pag-aaral na ito sa industriya ay ang kakayahang mag-imprenta ng mas malalaking grafts. Ang gel na ginamit sa mga nakaraang pamamaraan ay walang structural integrity upang tumagal sa mga pagbabago ng pressure sa mas mahabang pag-imprenta. Habang tumataas ang haba ng ugat, tumataas din ang pag-fluctuate ng pressure at ang panganib ng pag-collapse.
Ang bagong pamamaraang ito ng 3d printing gamit ang nanofiber reinforcement ay nag-aalis ng problemang ito dahil ang bawat bahagi ng ugat ay may pantay na lakas at kapal. Ang lapit na ito ay nagbibigay-daan sa mas kumplikado at mas mahabang reroutes, na maaaring magresulta sa maraming buhay na maililigtas sa mga susunod na taon.

Mga Mananaliksik ng Sakit sa Puso at Dugo

Ang pananaliksik ay pinamunuan ni Faraz Fazal at isinagawa sa Heriot-Watt University kasama ang pakikipagtulungan ng Roslin Institute ng University of Edinburgh. Ang iba pang mga mananaliksik na nag-ambag sa proyekto ay sina Ferry P.W. Melchels, Andrew McCormack, Andreia F. Silva, Ella-Louise Handley, Nurul Ain Mazlan, Anthony Callanan, Vasileios Koutsos, at Norbert Radacsi.

Mga Kumpanya na Maaaring Gamitin ang Pag-aaral sa Sakit sa Puso at Dugo

Ang pinakabagong pagtuklas na ito ay tiyak na magdudulot ng alon sa sektor ng medisina. Maaaring makatulong ang pagtuklas na ito na mapabuti ang buhay ng milyun-milyong tao habang nagdadala rin ng kita para sa mga kumpanyang matalino at maagap na gagamitin ito. Narito ang ilang kumpanya na may kakayahang maisakatuparan ang gawaing ito.

1. Abbott Laboratories

ABT Tsart ng Presyo

Ang Abbott Laboratories (ABT ) ay nag-ooperate mula pa noong 1888 at isa sa nangungunang provider ng cardiovascular, neurological, at metabolic healthcare. Nag-aalok ang kumpanya ng mga stent, heart valve, at implantable devices na ginagamit sa buong mundo upang matulungan ang mga may sakit sa cardiovascular na magkaroon ng mas magandang kalidad ng buhay.
The company has multiple offices and employs +90K people globally. It holds patents on multiple heart care devices and has products in +100 markets. Today, Abbott Laboratories is one of the most recognized names in the cardiovascular care sector. The manufacturer has seen considerable growth recently thanks to a combination of innovation and further market positioning.
Ayon sa pinakabagong pahayag nito, nakamit ng Abbott Laboratories ang $22 bilyong kita noong 2024. Nakalista rin ito sa buong mundo sa mga palitan ng New York, Chicago, Pacific, Swiss, at London. Ang lahat ng mga salik na ito at ang dedikasyon ng kumpanya sa pangunguna sa cardiovascular care ay ginagawa ang stock na ito na matalinong karagdagan sa iyong portfolio.

2. Boston Scientific Corporation

BSX Tsart ng Presyo

Ang Boston Scientific Corporation (BSX ) ay itinatag noong 1979 sa Massachusetts. Mabilis itong umangat sa merkado upang maging pangunahing provider ng mga cardiovascular device, at kilala ito sa mga stent, pacemaker, at implantable defibrillator. Ang mga device na ito ay tumutulong magligtas ng libu-libong buhay sa buong mundo taon-taon.
Bukod dito, gumawa ang kumpanya ng ilang pangako upang lumikha ng mas sustainable na merkado. Kinilala sila para sa kanilang mga pagsisikap, kabilang ang pagiging nakalista sa Dow Jones Sustainability Index at Forbes America’s Most JUST Companies. Kapansin-pansin, kamakailan lamang ay sumailalim ang Boston Scientific Corporation sa isang reorganisasyon ng kumpanya na nakatuon sa pagpapabuti ng kahusayan at pagbuo ng tiwala ng mga mamumuhunan. Ang hakbang na ito ay nagbunga nang malaki, kung saan ang kumpanya ay nagpakita ng positibong galaw ng stock para sa 2024.

Hinaharap ng mga 3d Printer sa Kalusugan

Ang hinaharap ng pangangalagang pangkalusugan ay nakasalalay sa kakayahang maihatid ang mga mababang-gastos na solusyon na ito sa publiko. Ang bagong hybrid na teknik na ito ay maaaring magbukas ng daan para sa mas mabilis at mas abot-kayang pangangalagang pangkalusugan para sa mga pinaka-kailangan nito. Narito ang ilang iba pang mga pag-unlad sa 3d printing sa kalusugan na gumagawa ng alon.

3d Printed na Gamot

Ang larangan ng 3d printed na gamot ay lumalawak na may mga bagong teknik sa paggawa na lumalabas lingguhan. Sa buwang ito, may ilang kapanapanabik na pag-unlad nang lumikha ang isang koponan ng mga mananaliksik ng paraan upang i-verify ang dosage at kalidad sa real time. Ang pag-unlad na ito ay maaaring magbigay-daan sa mas mabilis na pag-imprenta ng medisina at sa mga remote na lokasyon, na nagliligtas ng milyun-milyong buhay taon-taon.

3d Printed na Organ

Kapag iniisip mo ang pag-unlad ng 3d printed na medisina, maaaring hindi mo iniisip kung saan at paano susubukan ang mga likhang ito. Sa kabutihang palad, isang mapanlikhang koponan ng mga inhinyero ang lumikha ng isang 3d “body-on-chip” printer na nagbibigay-daan sa masusing pagsusuri ng mga gamot sa ligtas na paraan. Ang bagong pamamaraan ay nagbabawas ng gastos at nagbibigay-daan sa mga mananaliksik na lumikha ng tiyak na katangian ng katawan upang subukan ang mga konsepto.

Pag-imprenta ng Tissue ng Utak

Ang bioprinting ay isang mainit na paksa na nagbubukas ng pinto para sa mga bagong lunas at pamamaraan. Ang mga inhinyero ay nagtrabaho ng maraming taon upang muling likhain ang ilang uri ng tissue na matatagpuan sa katawan. Sa unang pagkakataon, matagumpay na nakalikha ang mga mananaliksik ng isang tissue na ginagaya ang brain tissue sa laboratoryo. Ang 3d printed na alternatibo ay nag-iintegrate ng malambot na gel na nagpapahintulot sa mga neuron na lumaki at makipag-ugnayan sa isa’t isa, na ginagaya kung paano ito nangyayari sa normal na utak.

Maaaring Tumulong ang 3d Printing sa mga Pasyente na may Sakit sa Puso at Dugo

Ang mga pag-unlad na ito ay nagbubukas ng pinto para sa isang bagong antas ng pangangalagang cardiovascular kung saan ang mga tagapagbigay ay maaaring magbigay ng tulong nang mas mabilis at mas epektibo. Ang paglikha ng mas matibay, mas mahaba, at mas ligtas na mga paggamot sa cardiovascular ay nagpapababa ng mga rate ng kabiguan at maaaring magpahaba ng buhay ng milyun-milyong pasyente ngayon. Dahil dito, dapat mong asahan na maririnig pa ang higit pa tungkol sa pag-aaral na ito sa mga susunod na buwan.

Alamin ang iba pang magagandang 3d printing proyekto ngayon.