为了制备与病变主动脉组织匹配的力学行为，对不同纤维体积分数的明胶纤维增强的硅胶复合材料进行了测试，并与真实人体主动脉组织进行比较。明胶纤维增强的硅胶复合材料的力学拉伸结果展现出明显的J形应力-应变曲线。明胶纤维体积分数在10%到15% 之间的复合材料与本研究中所测81岁人类主动脉组织的力学行为接近。此外，可以通过调整“三明治”夹层结构中明胶纤维的方向来模拟不同区域的力学各向异性行为。

图5. 制备明胶纤维增强的硅胶复合模型

结论

本研究使用硅胶为基质材料、定向明胶纤维为增强相，制备了 “三明治”夹层结构的3D打印主动脉复合模型。通过改变沉积于复合模型中明胶纤维的比例调整模型力学特性，以模拟主动脉组织必要的J形应力-应变机械响应。在未来研究中，研究者规则进一步改进模型中明胶纤维的精确分配，使该模型成为TAVR手术规划中的有效训练工具。