新的設計原理可以防止腦分流中的導管故障

對于治療腦積水(一種由腦脊液 (CSF) 異常積聚導致大腦壓力而引起的慢性神經(jīng)系統(tǒng)疾病)的醫(yī)療專業(yè)人員來說，治療選擇范圍有限。最常見的是通過手術(shù)放置一種稱為分流器的醫(yī)療設備，這是一種柔性管，放置在腦室系統(tǒng)中，將腦脊液從大腦轉(zhuǎn)移到身體其他部位。

雖然有效，但這種手術(shù)也存在風險(畢竟，該手術(shù)需要在頭骨上鉆一個孔)，盡管這些分流器具有救生功能，但其失敗率相當高。無論是先天性(出生時出現(xiàn)，包括脊柱裂)還是后天性(例如腦損傷)，腦積水影響著超過 100 萬美國人，從嬰兒、年齡較大的兒童到老年人。

現(xiàn)在，麻省理工學院的研究人員在《皇家學會界面雜志》上發(fā)表了一篇論文該論文提出并驗證了腦積水導管的新設計原則，旨在克服這些設備設計中的一個核心挑戰(zhàn)：它們經(jīng)常被堵塞。導管堵塞會危及生命，尤其是對兒童而言，通常會導致緊急手術(shù)、密封疤痕的重新打開，以及可能需要在插入新導管之前將植入的導管從大腦中切除，然后進行額外的治療。時間。這個過程存在腦組織損傷和感染的風險。對于兒科患者來說，導管有 60% 的幾率出現(xiàn)??故障，通常是由于組織堵塞了導管，最終阻止了腦脊液從大腦中流出。

該論文的作者之一、電氣工程和計算機科學系以及醫(yī)學工程與科學研究所的電氣和生物醫(yī)學工程副教授 Thomas Heldt 表示，這項新研究的重點是分流器的潛在重新設計(IMES)。他指出，研究過程的一個重要部分是除了微流體成像以及進行流體動力學計算和測量之外，還進行將細胞培養(yǎng)物暴露于流體剪切應力的體外實驗。

“我們想要傳達的重點是如何最好地設計導管幾何形狀以優(yōu)化該醫(yī)療設備的功能，”赫爾特說。“這些設計參數(shù)可以以這樣的方式改變，即對導管壁施加最小的力，以確保細胞粘附的風險最小。”

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