美国科学家开发3D打印心脏的柔性泡沫材料

近日，美国康奈尔大学的科学家开发出了一种轻质的柔性材料，并准备用它来3D打印一个相对完美的人工心脏，他们形容这种材料为“柔性泡沫”，可以用于假肢、人工器官、软机器人等装置。

这种“柔性泡沫”一开始是液态，倒入模具中就可以形成柔软而坚实的对象，这种材料中间布满了孔隙，当气体或者液体通过时，马上就显现出了极其柔软的性能，它的长度可以拉长三倍，还能够恢复原形。据了解，这些孔隙是由于盐和液态橡胶弹性体混合形成的，当把盐去除后，弹性体就开始固化，形成一个密封的器官或人工假体，这样，空气或者流体通过时就不会泄露，这种人工器官的表面还可以再涂上这种聚合物，进一步防止该装置的外层渗透液体。这种材料的多孔特性和所形成的人工器官的密闭性，是科学家选择它的主要原因，而且用这种材料来制造人工器官的好处是，整个器官只由一种材料形成，减少了部件的数量和失败的几率。

实际上，康奈尔大学的科学家已经用它3D打印出了一个形状类似人类心脏的泵，而且可以以类似心脏的速度泵出液体。不过尺寸和其他方面的限制使得它还不能投入的临床应用。“我们要将它的尺寸缩小，让它泵得更有力。我认为我们很快就能做到。”康奈尔大学机械工程教授Robert Shepherd说。目前他们的研究成果论文已经发表在了即将出版的最新一期《Advanced Materials》杂志上。

使用这种软泡沫材料制成的心脏形状的液体泵

据开发团队介绍，使用这种柔性泡沫3D打印出来的心脏比使用金属或者塑料制成的人工心脏能泵出更多的液体或者气流。目前心脏外面的硅胶尚未被FDA批准，因此这个心脏如果要真正用于人体还要找到取代这种硅胶的另外一种物质。此外，由于人体内部的温度较高，体内的环境也与一开始测试的环境不同，所以这种人工心脏还需要时间来进行进一步的研究。

创建一个3D打印的人工心脏仍然是Shepherd和他的同事的终极目标，在此之前，他们希望还是先做出一个简单点的装置，以辅助而不是取代心脏。“所以，我们现在真正想做的是一个能够环绕心脏的装置然后帮助挤压它。”Shepherd说，比如，在对患者的心脏进行CT和MRI扫描之后，医生可以根据3D数据设计打印出一个定制的设备，这个装置可以环绕并有节奏地推动心脏，以辅助心脏恢复其自然功能，更重要的是不会引起心脏损伤。

除了心脏之外，研究人员也一直在使用该材料复制其他器官。在上月发表的一项独立研究中，Shepherd和他的团队还开发了一个3D打印的弹性体，可以成功地模仿章鱼触手的肌肉，其灵活性和运动能力在某种程度上可与真正的章鱼触手相媲美。

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