科學家用3D列印測量未出生嬰兒大腦褶皺發育形態

《3D列印世界》訊/3D列印經常會被用於小兒手術，近日，美國聖路易斯華盛頓大學（WUSTL）的一個合作研究團隊用三維測繪技術和3D列印製造診斷工具，來測量在肚子中孕育三個月大的嬰兒大腦生長和摺疊的形態。

在妊娠第三個月，隨著大腦皮層的生長和褶皺，嬰兒的大腦經過快速發育，根據先前的一些醫學研究表明，這可能就是決定了每個嬰兒都不同關鍵時期，這是一個非常個性化的過程。

「很有意思的是，人類的大腦如此不同，卻又如此相似，我們大腦的褶皺就像我們的指紋一樣，每個人都擁有不同的形態，」WUSTL的教授Philip Bayly表示，「在大腦褶皺開始時去了解它們形成的機制，或許是一個揭秘大腦發育秘密的途徑。」

當皮質摺疊中斷時，人類會出現一些情緒問題和認知障礙，儘管很多人對正常褶皺和異常褶皺進行研究，但除了知道在懷孕第三個月內它們開始快速發育，其他別無所知。如果能在此期間精確測量出大腦的生長形態應該對研究很有幫助，到目前為止人類還沒有取得大的突破，WUSTL的研究團隊希望藉助3D列印取得有效的研究進展。

研究團隊發表了一篇題為「Dynamic patterns of cortical expansion during folding of the preterm human brain」《嬰兒大腦褶皺形成期的皮質擴張動態模式》。在這項研究中，他們提出了一個獨特的方法來估量連續的皮質重建的局部生長。他們使用結構約束多模面匹配（aMSM）方法，對30個孕育期嬰兒進行了大腦掃描，在28到30周的時候，已經掃描了2到4次。研究團隊獲得了大腦新、舊褶皺之前精確的點對應，由此以前所未有的精度繪製出了連續、平滑的皮質擴張圖，30個嬰兒之間的大腦褶皺發育存在著明顯的差異，也可以觀測到大腦受到傷害會出現什麼樣的轉變。

這些發現可能讓新的測量工具得以出現，在新生兒重症監護病房會非常有用，它們可以提前提醒醫生和護士在孕育期嬰兒發育障礙可能會對他們以後的生活產生什麼影響。

你可能會發現哪些異常褶皺會導致認知問題，包括孤獨症和精神分裂症，這都是可能的，如果醫學研究人員能夠更好地理解褶皺形成的過程或者哪些地方出現錯誤或不同了，他們就可以更加了解是什麼原因導致了這些問題。

編譯自：3dprint.com

180頁3D列印行業應用白皮書（2017）

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