在對某人進行手術之前，如果心臟外科醫生能夠檢查病人心臟的物理模型，將是非常有幫助的。現在應該很快就能做到這一點–而且該模型將實際泵送液體，就像病人的真實心臟泵送血液一樣。

在先前研究的基礎上，麻省理工學院/哈佛大學的一個團隊開發了一個過程，首先將病人心臟的多個醫學圖像轉換成一個三維計算機模型。然後，該模型被用來指導3D打印機生產一個柔軟的、可拉伸的聚合物心臟複製品。

接下來，氣動套筒（類似於用於測量血壓的套筒）被包裹在模型上。當空氣被抽入和抽出這些套筒時，套筒底部的小氣泡會膨脹和收縮。這導致心臟模型也做同樣的動作，只不過是相反的–當氣泡膨脹並壓在它身上時，它就會收縮，然後當它們收縮時，又會膨脹到原來的狀態。通過這種方式，該模型可以泵出一種液體，作為實際血液的替代品。

此外，還可以在模型的主動脈上放置另一個套筒，然後對該套筒進行充氣，以模擬主動脈狹窄–一種主動脈瓣變窄的情況。

然後，醫生們可以嘗試使用不同類型的合成瓣膜，這些瓣膜目前被用來將天然瓣膜重新打開。在實踐中，當他們去做實際的瓣膜植入手術時，性能最好的合成瓣膜已經在手邊，隨時可以使用。

到目前為止，科學家們已經使用醫學掃描來3D打印15名主動脈狹窄患者的主動脈和左心室模型。這些模型不僅準確地複制了在患者實際心臟中測量到的血壓和流量，而且在安裝類似於一些患者所接受的合成瓣膜時，它們也以同樣的方式作出反應。

哈佛大學的Christopher Nguyen助理教授是這項研究的共同作者，他說：”病人將完成他們的成像，反正他們也是這樣做的，我們將利用這一點來製造這個系統，最好是在一天之內。啟動和運行它之後，臨床醫生可以測試不同的閥門類型和尺寸，看看哪種效果最好，然後用它來植入。”

由麻省理工學院副教授Ellen Roche領導的這項研究的論文最近發表在《科學機器人》雜誌上。