近日，杜克大學的研究人員們通過超級計算機創(chuàng)建了一個極具現(xiàn)實感的人體血管網(wǎng)，可模擬整個人體的血液流動。為了檢驗其精確性，他們3D打印了其中的主動脈。
利用3D打印動脈，研究人員將虛擬動脈中的血液流動與3D打印復制品中的真實流動進行了比較。結(jié)果證明，他們在實體復制品中看到的流動模式與模擬軟件匹配得很好。
據(jù)悉，實驗中用到的血液流動方式分為兩種：脈動方式，以及模擬人體內(nèi)由心臟推動血液循環(huán)的方式。兩種方式的實驗結(jié)果都沒讓人失望。這個超級計算機模擬系統(tǒng)被命名為“Harvey”——主要是為了紀念17世紀最先發(fā)現(xiàn)人體血液循環(huán)的醫(yī)生William Harvey。實際上Harvey計算機代碼的核心是一個3D框架，它是在對一位病人進行全身CT和MRI掃描的基礎(chǔ)上創(chuàng)建的。
研究人員借助系統(tǒng)模擬每一個大于1毫米的動脈里的血液流動，其分辨率可以達到9微米（0.009毫米），這是一個大的進步。
在治療心血管疾病過程中，往往會使用到支架等植入物，該項目的目標之一就是測試這些干預措施會對整個血液系統(tǒng)產(chǎn)生哪些影響。為了進行物理比較，研究人員利用3D打印技術(shù)創(chuàng)建了主動脈的一個塑料版本，流體可以在其中活動，為了便于跟蹤它的流動，研究小組還在里面加入了發(fā)光顆粒。
最終的結(jié)果如下圖所示，Harvey的模擬與物理實驗的結(jié)果非常一致：
據(jù)了解，研究人員接下來希望用毛細血管把整個網(wǎng)絡(luò)連接起來，進一步從流體建模發(fā)展到預測所有單個血細胞的運動，3D打印也將繼續(xù)發(fā)揮其不可替代的作用。如果這項目標可以實現(xiàn)的話，意味著模擬單個癌細胞血液擴散也將成為現(xiàn)實。
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