
世界衛(wèi)生組織(WHO)估計全世界有2千萬人患有心臟衰竭,每年新增診斷病例高達(dá)2百萬例,全球每年約有 5,000例心臟移植。據(jù)報導(dǎo),日本心臟移植平均等待時間為981天。心臟疾病日漸盛行,與心臟捐贈嚴(yán)重不足成為推動人工心臟研究背后的力量。研發(fā)出完全可取代人類心臟的植入式人工心臟,將為醫(yī)學(xué)上的重大突破。
人工心臟有兩種,一種是全人工心臟,可完全取代人類心臟;另一種是心室輔助器,植入人體,輔助原有心臟的血液運送能力。東大人工心臟研發(fā)團隊致力于全人工心臟的全面性研究和開發(fā),使用PTC Creo發(fā)展出具流體動力磁懸浮葉輪的人工心臟,使用幫浦內(nèi)血液作為潤滑劑(流體動力軸承),可望大幅改善產(chǎn)品的耐用性。2008 年,東大人工心臟研發(fā)團隊植入全人工心臟于山羊中,該山羊于術(shù)后存活153天,創(chuàng)下日本首例全人工心臟存活記錄。團隊亦采用由血液循環(huán)幫浦和體外電源裝置組成的氣壓驅(qū)動全人工心臟,也成功讓山羊存活532天,此手術(shù)仍是目前植入全人工心臟動物中世界最長存活記錄。
東京大學(xué)自2003年開始運用PTC Creo前ㄧ代的Pro/ENGINEER設(shè)計軟體,在人工心臟的設(shè)計過程中創(chuàng)建3D模型,并于2012年將軟體升級為PTC Creo。研究團隊認(rèn)為,下一代全人工心臟將配備非接觸式旋轉(zhuǎn)幫浦,并采用 PTC CAD解決方案將資訊以視覺化方式呈現(xiàn),提升裝置性能、增進效率和耐用性,并設(shè)計出能改善血流的幫浦。PTC Creo 3D建模能力在組件加工和流體動力學(xué)數(shù)值模擬方面亦扮演重要的角色。2014年10月,團隊使用 PTC Creo 大幅改善人工心臟模型流體動力軸承的穩(wěn)定性,成功解決溶血和血栓問題。PTC Creo其創(chuàng)造3D模型的斷面和動畫、呈現(xiàn)生動易懂的圖像資料,亦有助團隊成員們共同合作。
東京大學(xué)醫(yī)學(xué)研究所生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系助理教授暨人工心臟研發(fā)團隊成員Takashi Isoyama博士表示:“PTC Creo 是我們開發(fā)環(huán)境不可或缺的一部分,為團隊建造人工心臟的標(biāo)準(zhǔn)解決方案。除了組件加工以外,PTC Creo也使設(shè)計和研究過程更加順利,讓團隊更接近目標(biāo)、向前邁進一大步。”
PTC全球教育部門資深副總裁John Stuart表示:“PTC致力于協(xié)助每個世代解決現(xiàn)實世界的挑戰(zhàn),讓我們公司、客戶和社會持續(xù)蓬勃發(fā)展。全人工心臟的研究就是一個絕佳的例子,展現(xiàn)出學(xué)術(shù)研究機構(gòu)如何使用PTC的技術(shù)解決方案,賦予學(xué)生良好的職場競爭力?!保ň庉嫴筷悘?fù)霞整理)