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當(dāng)外科醫(yī)生更換部分血管時(shí)——他們在美國每年為 450,000 名患者進(jìn)行治療，以治療血栓、冠心病、中風(fēng)損傷等——移植的血管通過 CT 掃描、超聲波和其他昂貴的成像技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測。盡管付出了所有這些努力，但仍有 40% 至 50% 的移植物失敗了。

這就是威斯康星大學(xué)麥迪遜分校材料科學(xué)工程師正在開發(fā)一種新的 3D 打印人造血管的原因之一，該血管允許醫(yī)生和患者遠(yuǎn)程監(jiān)控其健康狀況。

由威斯康星大學(xué)麥迪遜分校教授王旭東和研究生李軍 發(fā)表在《高級功能材料》雜志上的一項(xiàng)新研究描述了這種由柔性復(fù)合材料制成并能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測的可植入容器。

王說：“這種人造血管可以根據(jù)壓力波動產(chǎn)生電脈沖，無需使用任何額外的電源就可以準(zhǔn)確地判斷血管中的血壓。 ”“而且由于 3-D 幾何形狀，電脈沖輪廓將能夠在非常早的階段判斷是否存在由于內(nèi)部阻塞而導(dǎo)致的不規(guī)則運(yùn)動。”

動脈項(xiàng)目源于 Wang 對新型柔軟、柔性材料的長期研究興趣，這些材料具有壓電性(能夠通過機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生電荷)和生物相容性(能夠在人體中使用而不會引起排斥或損傷)。

該團(tuán)隊(duì)將鈮鈉鉀壓電陶瓷納米顆粒與鐵電聚偏二氟乙烯聚合物結(jié)合在一起，或者在施加電場時(shí)能夠翻轉(zhuǎn)極性。然后，他們使用這種材料和現(xiàn)成的 3D 打印機(jī)打印了一條管狀動脈。打印機(jī)通過噴嘴附近的強(qiáng)電場擠壓材料，使陶瓷顆粒極化，賦予結(jié)構(gòu)壓電特性。

李對人造動脈進(jìn)行了試驗(yàn)，將其連接到人造心臟系統(tǒng)，然后模擬堵塞、高血壓和人造血管面臨的其他問題。自供電材料能夠正確檢測動脈內(nèi)力和壓力的變化。

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