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来自智利圣地亚哥神经科学研究所的Rodrigo Rivera利用3D打印技术开发并试验了一种新型的、患者特异性的脑AVM体外模型,用于经静脉栓塞,研究成果于2024年5月发表在《Am J Neuroradiol》上。
——摘自文章章节
【REF: Rodrigo Rivera, et al. AJNR Am J Neuroradiol. 2024 May 9;45(5):612-617. doi: 10.3174/ajnr.A8188】
经静脉栓塞作为治疗特定脑动静脉畸形(AVM)的一种新技术,显示出较高的闭塞率。然而,安全成功地实施该技术需要具备一定的解剖学和技术知识。来自智利圣地亚哥神经科学研究所的Rodrigo Rivera利用3D打印技术开发并试验了一种新型的、患者特异性的脑AVM体外模型,用于经静脉栓塞,研究成果于2024年5月发表在《Am J Neuroradiol》上。
基于真实患者数据,作者采用立体光刻树脂3D打印技术建立了脑AVM体外模型(见图1)。他们创建了一个封闭的循环回路,血流从动脉侧流向静脉侧,并通过注射造影剂试验了平均动脉压对逆向血流的影响。将12个相同的模型分为两组(每组6个),每组进行经静脉栓塞模拟。这包括使用乙烯-乙烯醇液体栓塞剂,通过微导管在静脉中注射,不带弹簧圈的为第1组,带弹簧圈的为第2组。
图1. 从DICOM图像到模型。
A. 左侧颞叶脑动静脉畸形(BAVM)的3D重建(Spetzler-Martin I级)。B. 使用3D Slicer软件进行手动分割3D图像。C. CAD进行BAVM模型设计,展示原始病变的主要特征。D. 最终体外模型置于容器内,采用透明材料,并设有一个外部的“正常”通道。
经静脉注射试验
作者发现平均动脉压(MAP)与脑AVM模型中造影剂逆行填充之间存在统计学显著相关性(P=0.001)(见图2)。在较低的MAP值下,发现造影剂在病灶中的渗透更深,填充评分更高。
图2. 造影剂逆行注射试验。
使用Echelon 10微导管和碘化造影剂进行注射。A. 试验10种不同流量百分比下的10种不同注射压力,并将逆行推进分为0–3级:0=无显著推进;1=1条静脉分支完全填充;2=2条静脉分支完全填充;3=静脉完全填充加上近端动脉填充。B–E. 在不同平均动脉压(MAP)值下的造影剂逆行注射。随着MAP值的降低,造影剂在病灶中的渗透更深,具有统计学显著相关性(P=0.001)。
经静脉栓塞试验
在两组模型中,将EVOH液体栓塞剂逆行注射到模型中(见图3)。在变量改变时,第1组(静脉侧无弹簧圈)和第2组(静脉集合处有铂金弹簧圈)之间没有发现差异(见表1)。
图3. 经静脉栓塞试验。
对12个相同的AVM模型进行TVE技术试验,分为两组(2×6)。A. 第1组,使用Apollo 1.5-30毫米微导管进行逆行栓塞。B. 第2组,Apollo 1.5-30毫米微导管置于相同位置,并在近端静脉位置通过Vasco1微导管放置弹簧圈。C. 使用EVOH栓塞后第1组的实物照片。D. 使用EVOH栓塞后第2组的实物照片。
表1. 经静脉栓塞结果。
栓塞过程中使用了常规的栓塞和推送技术。透明树脂材料使栓塞过程能够被直接观察。塞结束后的数字减影血管造影显示,所有处理的模型中均未见病灶被造影剂填充。
作者使用3D打印技术开发并试验了一个功能性体外脑AVM模型,用于经静脉栓塞的模拟。较低的平均动脉压可以实现更好的造影剂渗透。在此模型中,添加静脉弹簧圈并没有带来栓塞的优势。
这篇研究成功展示了3D打印技术在医学模型开发中的应用,为未来脑AVM治疗技术的发展提供了新的思路。

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组 稿
张颖影 副主任医师
复旦大学附属中山医院
编 译
王文佳 医师
审 校
卢旺盛 教授
北京天坛普华医院
终 审
许奕 教授
海军军医大学第一附属医院

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