3D打印技术作为一种快速成型技术，近年来在心血管领域的应用愈加广泛。体外模拟循环系统是模拟人体血流动力学状态的试验装置。3D打印功能性心血管模型，并将其置于体外模拟循环系统中测试其功能特性，有助于心血管疾病的诊疗及预后评估。本文对3D打印结合体外模拟循环系统在心血管疾病诊疗中的应用及研究进展作一综述。

目的 借助体外循环实验系统的可控参数优势考察血流参数变化对脉率特性的影响.方法 建立一套搭载腕部体外模型的人体循环系统,通过分别改变心率、腕部流量、压力和系统顺应性等参数,从腕部模型中获取光电容积脉搏波信号,并提取脉率变异性的时域和频域指标.结果 心率、压力和系统顺应性的改变会引起脉搏波形状的改变,但能够表明脉率变异性的时域指标NN50、PNN50 数值为 0,其他指标以及频域指标都处在极低值范畴.结论 在未有心率变异性时,心率、腕部流量、血压和系统顺应性等血流动力学变化未产生明显的脉率变异性.本研究可为临床在更便利的腕部采集设备加持下开展更多脉率变异性和心率变异性研究提供参考.

目的 评估B型主动脉夹层在不同撕裂口条件下真、假腔的腔间压力功能参数变化,量化撕裂口对主动脉夹层血流动力学的影响.方法 基于1 例B型主动脉夹层患者的CTA数据进行三维血管重建,利用3D打印技术构建6 种不同撕裂口大小、位置、数量的主动脉夹层血管模型.借助体外仿生循环系统和多通道同步压力监测装置,完成对血管真假腔间压力的同步采集,分析不同撕裂口工况下的血管内压力并计算真假腔间压力差.结果 对比 4mm的小撕裂口、大撕裂口(10 mm)模型的真假腔间压力差减小,最大变化幅度为1.5 mmHg;撕裂口位置改变导致真腔与假腔内压力相对大小发生反转(-1.7 mmHg vs 1.6 mmHg;-1.1 mmHg vs 2.3 mmHg);相对于单个撕裂口,两个撕裂口使真假腔压力趋于平衡,压力差维持在0 mmHg附近.结论 B型主动脉夹层中撕裂口的大小、位置和数量对真假腔间压力差均有显著影响,临床中需根据不同撕裂口形态及风险水平确定最佳的手术干预决策.

目的 建立离体离心泵驱动闭式体外循环系统实验研究模型,研究离心泵工作效率影响因素.比较ROTA-FLOW(MAQUET)和Revolution 5(SORIN)离心泵的工作效率.方法 建立离体离心泵驱动闭式体外循环系统实验研究模型,以生理盐水作为研究介质,于模拟不同静脉回流及泵后阻力条件下,分别采用ROTAFLOW和Revolution 5离心泵进行转流,记录离心泵转速、流量、工作效率(即流量转速比值)、泵前压力、泵后压力,并绘制上述变量相关曲线.结果 离心泵流量与转速呈线性正相关,工作效率与转速正相关.ROTAFLOW工作效率低于Revolution 5.固定转速时,离心泵流量及工作效率与泵后压力呈负相关,与泵前负压值呈负相关.结论 离心泵工作效率受离心泵结构、转速、离心泵前压力及泵后压力的影响.离体条件下,Revolution 5离心泵工作效率高于ROTAFLOW.

背景:课题组前期应用体外循环系统模拟体内生理环境对离体断肢进行灌注保存,并取得了一定研究成果,达到了延长体外断肢寄养时间的目的.目的:研究体外循环系统下加压灌注疗法对改善缺血下肢血运的作用.方法:选取健康成年雄性巴马小型猪18只,随机分为3组(n=6).A组为正常对照组,不做任何缺血处理;B、C两组通过结扎右后肢股动脉建立下肢缺血模型;缺血4周后,C组进行加压灌注疗法,1 h/(次?d).1周后应用数字化 X 光机行右后肢股动脉造影,观察各组股动脉形态及远端侧支循环变化;取各组右后肢胫前肌标本,行苏木精-伊红染色测定毛细血管密度;并用Western blot法检测血管内皮生长因子蛋白相对表达量;采用ELISA法检测血清标本中血管内皮生长因子水平.结果与结论:①与 B 组相比,C 组右后肢股动脉造影直径明显增加,远端侧支循环明显丰富;②C 组毛细血管密度较B组明显增加(P < 0.05),但A、C两组差异无显著性意义(P > 0.05);③Western blot法显示,与A组相比,B、C 组血管内皮生长因子蛋白量均显著升高(P < 0.05),但以C组为最高(P < 0.05);④ ELISA法检测发现,与A组相比,B、C 组血管内皮生长因子血清含量均显著升高(P < 0.05),且C组最高(P < 0.05);⑤可见,体外循环系统下加压灌注疗法可以明显改善缺血下肢血运,可能为临床治疗下肢缺血提供新选择.

循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)是原发灶或转移灶中的癌细胞播散到循环系统所形成,在肿瘤早期诊断、转移复发监控、疗效评价中都有重要价值,尤其可成为转移干预的重要靶点.CTCs体外培养可为转移干预药物的筛选提供模型以及提高CTCs表型分析的精度.但目前CTCs的体外培养难度较大,成为制约该领域研究的瓶颈.未来本领域研究的首要任务是鉴别出真正导致转移的CTC亚群的分子特征,进而以之构建转移干预药物的体外筛选平台,从而提高转移干预的疗效.本文对CTCs的提取,培养方法,以及体外研究进展进行了系统综述,以期推动该领域的进展.

染色体外环状 DNA (extrachromosomal circular DNAs , eccDNAs)产生于染色体上的序列,在起源上有较高的异质性.eccDNAs 的产生在不同的背景下可能涉及不同发生模型以及修复机制.高通量测序等技术对发现和理解更多 eccDNAs 有重要贡献.近期在人循环系统中也发现了大量 eccDNAs 分子的存在.eccDNAs 可以影响细胞生命活动,促进肿瘤细胞演进和适应性进化,增加了基因组的可塑性和不稳定性,在肿瘤的诊治、液体活检等方面可能有重要的应用潜力.本综述旨在阐述目前报道的主要人类 eccDNAs 类型在起源、结构、研究方法、功能和应用价值等方面的研究进展.

透皮贴剂可将药物透过皮肤表面非侵入性递送到皮肤深部或循环系统,具有许多优于常规注射剂和口服制剂的优点,国内外已有多种透皮贴剂的上市产品.本文结合国内外透皮贴剂产品上市情况、质量控制现状、体外生物评价方法及皮肤吸收评价的数学模型等对透皮贴剂的质量控制与评价的研究进展进行综述.

提出一种基于BP神经网络的旋转血泵生理控制方法,实现血泵植入者生理状态变化下控制器的自适应调节.控制器以临床主动脉平均压100 mmHg作为控制目标,利用神经网络自动学习的特性,采用3层神经网络在循环系统生理状态发生变化时在线调优血泵PID控制器的参数.该控制方法在血液循环系统数学模型中进行数值模拟验证,分别在模拟左心室衰竭、体循环阻力发生生理变化以及左心室收缩能力动态变化等条件下,接入改进后的PID控制器控制血泵转速,使循环系统中主动脉压力达到设定的正常值.结果 表明,在上述多种不同的生理状态下,基于BP神经网络改进后的PID控制器均可以克服扰动,在经过约150 s调整时间后达到主动脉平均压100 mmHg的控制目标,并且稳态误差为零.该控制方法可以适应循环系统多种生理状态的变化,为后续的体外和动物试验提供有效的旋转血泵控制方法.

目的 以超声为数据源,应用3D打印技术联合MCS制作动态的狭窄二尖瓣模型,并于体外再现二尖瓣狭窄时瓣膜口的血流动力学特征.方法 选取二尖瓣狭窄患者12例,收集患者在体状态下瓣口峰值流速(Emax)、峰值压差(Emax)、平均流速(Emean)、平均压差(PGmean),并应用压差半降法评估瓣口面积(MVAPHT).另选取因其他疾病就诊的8例患者作为对照组.后行经食管三维超声心动图检查,以获取二尖瓣三维图像.将三维图像以DICOM格式导出至后处理软件Mimics、3-matic中,经阈值分割、光滑等处理获取二尖瓣数字模型.后应用硅胶铸模方法制作柔软的硅胶二尖瓣模型.于体外构建模拟循环系统装置,将二尖瓣模型置于装置中,再次测量上述血流动力学参数,评估瓣膜狭窄程度.对比体内外测量所得结果,P≤0.05为差异有统计学意义.结果 两组患者对比在体与体外模型中测得的血流动力学参数差异不具有统计学意义;12例二尖瓣狭窄患者中,10例患者在体评估瓣膜狭窄程度与体外模型评估结果一致.结论 应用3D打印技术,结合体外模拟循环系统可制作动态二尖瓣狭窄模型,且准确度较高.对二尖瓣狭窄血流动力学特征的精确复制可为体外术式模拟、手术方案的选择提供实验基础,辅助临床诊疗.