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来源:NUST MISIS

由NUST MISIS组成的团队开发了人脑的“幻像”,即与真实器官在结构和机械上相似的水凝胶模型。“ Fantomozg”(en:Phantombrain)将允许学生和神经外科医生研究组织的病理解剖学并训练复杂的外科操作。

神经外科手术是一个非常复杂的过程,需要充分了解大脑的结构,病理学的性质和形式以及可接受的干预范围。即使是具有多年经验的神经外科医师,在罕见的临床病例中也可能面临困难,无论是难以到达的肿瘤部位,大面积的中风还是特别大的血肿。

如今,外科医生和学生拥有三种主要的器官结构研究方法:通过VR中的3D模拟,尸体(即人体)上的3D模拟以及使用真实尺寸的器官幻象模型。每种方法都有其缺点。例如,VR技术仍然非常昂贵,并且不允许操作员从物理上充分体验操作过程。尸体的使用是不人道的,此外,死组织会分解并丢失其原始结构。“幻影”是很好的选择,但如今它们由硅树脂制成,就机械特性而言,它与人体组织大不相同。

NUST MISIS的学生根据患者的计算机和磁共振成像数据,提出了制造人脑幻影的另一种方法,即用水凝胶制造。第一步是3D重建,然后打印聚合物底片。然后,基于底片,制成硅树脂模具,将水凝胶(聚乙烯醇和琼脂糖)倒入其中。所得的钢坯首先放置在冰箱中,然后放置在冰箱中。这种体模的总生产时间约为30小时。

测试样品为缩小版(比例为1:4);机械测试表明,体模的极限强度几乎与人脑的半球相对应,分别为87 kPa和100 kPa。接下来,该团队将研究大脑其他部分(小脑,中脑,延髓,后脑)的结构模拟,并将模型的大小增加到1:1。另外,计划增加对血管和病理变化的幻像模拟:肿瘤,血凝块,斑块。

这项工作是在Skoltech大学的NUST MISIS复合材料中心进行的,得到了“艺术,科学和体育”慈善基金会的支持。

原文链接:https://en.misis.ru/university/news/science/2020-07/6712/

声明:本文由 Newfellow 编译,中文内容仅供参考,一切内容以英文原版为准。


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