对于治疗脑积水(一种由脑脊液 (CSF) 异常积聚导致大脑压力而引起的慢性神经系统疾病)的医疗专业人员来说，治疗选择范围有限。最常见的是通过手术放置一种称为分流器的医疗设备，这是一种柔性管，放置在脑室系统中，将脑脊液从大脑转移到身体其他部位。
虽然有效，但这种手术也存在风险(毕竟，该手术需要在头骨上钻一个孔)，尽管这些分流器具有救生功能，但其失败率相当高。无论是先天性(出生时出现，包括脊柱裂)还是后天性(例如脑损伤)，脑积水影响着超过 100 万美国人，从婴儿、年龄较大的儿童到老年人。
现在，麻省理工学院的研究人员在《皇家学会界面杂志》上发表了一篇论文该论文提出并验证了脑积水导管的新设计原则，旨在克服这些设备设计中的一个核心挑战：它们经常被堵塞。导管堵塞会危及生命，尤其是对儿童而言，通常会导致紧急手术、密封疤痕的重新打开，以及可能需要在插入新导管之前将植入的导管从大脑中切除，然后进行额外的治疗。时间。这个过程存在脑组织损伤和感染的风险。对于儿科患者来说，导管有 60% 的几率出现故障，通常是由于组织堵塞了导管，最终阻止了脑脊液从大脑中流出。
该论文的作者之一、电气工程和计算机科学系以及医学工程与科学研究所的电气和生物医学工程副教授 Thomas Heldt 表示，这项新研究的重点是分流器的潜在重新设计(IMES)。他指出，研究过程的一个重要部分是除了微流体成像以及进行流体动力学计算和测量之外，还进行将细胞培养物暴露于流体剪切应力的体外实验。
“我们想要传达的重点是如何最好地设计导管几何形状以优化该医疗设备的功能，”赫尔特说。“这些设计参数可以以这样的方式改变，即对导管壁施加最小的力，以确保细胞粘附的风险最小。”
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