Erstellung eines High-Fidelity, Low-Cost, Intraossous Line Placement Task Trainers mittels 3D-Druck

Hier haben wir einen High-Fidelity-3D-gedruckten Aufgabentrainer erstellt, der aus CT-Scans der normalen menschlichen Anatomie abgeleitet wurde Die Aufgabentrainer, die mit diesem Protokoll erstellt wurden, helfen bei der Durchführung aller kritischen Aspekte einer ausgewählten Aufgabe oder eines ausgewählten Verfahrens, verschiedene anatomisch korrekte Modelle können mit diesem Protokoll erstellt werden. Es ist wichtig, einen CT-Scan zu finden, der den gewünschten anatomischen Schnitt für das Modell enthält, das wir erstellen, als Teil des Prozesses, der verwendet wird, um die anatomischen Scans in 3D-Modelle umzuwandeln, ist es wichtig, die natürlichen Öffnungen im Knochen zu schließen, um ein Endprodukt zu schaffen, das das Hinzufügen von Merkmalen ermöglicht, um den Knochen in der richtigen Ausrichtung zu halten und einen Platz für das simulierte Mark zu haben. Bestätigen Sie zunächst die korrekte Dreiecksausrichtung der importierten SDL-Dateien. Wenn die Ausrichtung des Dreiecks falsch ist, kehren Sie das Dreieck senkrecht um, indem Sie auf Auswählen, Ändern und Alle auswählen klicken.

Als nächstes klicken Sie auf Auswählen, dann bearbeiten und spiegeln Sie Modelle, um die unerwünschten Strukturen zu entfernen und die Modelle zu verfeinern, um den Aufgabentrainer zu erstellen, klicken Sie auf Auswählen, wählen Sie dann die Dreiecke auf den unerwünschten Strukturen aus und klicken Sie auf Bearbeiten und Verwerfen. Wählen Sie das Bearbeitungs- und Plankartenwerkzeug aus, um das Modell so zuzuschneiden, dass es in die Grenzen des 3D-Drucker-Bauvolumens passt. Reduzieren Sie den Rechenaufwand, indem Sie auf Auswählen klicken und auf eine beliebige Stelle im Netz doppelklicken, um das gesamte Netz auszuwählen, und wählen Sie dann Bearbeiten und Verkleinern aus.

Um das Ziel zu reduzieren, reduzieren Sie das Dreiecksbudget auf etwa 10.000 Gesichter. Sobald die Dreiecke des Netzes um den Defekt herum ausgewählt sind, klicken Sie auf Auswählen, wählen Sie dann Bearbeiten und Löschen und Füllen, um die Oberflächenlöcher und Unregelmäßigkeiten zu verbessern. Exportieren und speichern Sie die fertigen Modelle mit dem Dateityp SDL, öffnen Sie die Autodesk Fusion 360-Software, wählen Sie den Befehl Einfügen und dann Netze einfügen, um die SDL-Dateien von Knochen- und Gewebemodellen im Arbeitsbereich als Netz zu importieren.

Zum Konvertieren der importierten Netze in B-rep Volumenkörper deaktiviert die Fusion 360-Zeitachse, reduzieren Sie die Anzahl der Dreiecke im Zielnetz auf weniger als 10.000, wählen Sie den importierten Netzkörper aus, klicken Sie dann mit der rechten Maustaste, um das Menü zu öffnen, und wählen Sie die Option Netz-zu-B-Umbruch. Nachdem die Netze in B-Wrap-Volumenkörper konvertiert wurden, setzen Sie die Fusion 360-Zeitleiste fort und modifizieren Sie den Volumenkörper, um die Task-Trainer-Form zu erstellen, indem Sie den rechteckigen Körper entlang der Längsachse der Gewebe-B-Umhüllung teilen. Wählen Sie zwei bis drei Stellen für Stützstifte aus und platzieren Sie die vorgefertigten Baugruppenkomponenten, um die Knochen des Tasktrainers zu fixieren, importieren und positionieren Sie einen Knochenpfropfen auf dem offenen Markraum des Knochen-B-Reps, um zu verhindern, dass Gewebemedien in den Knochenmarkraum eindringen und das simulierte Knochenmark entleeren.

Erzeugen Sie eine Öffnung von vier bis sechs Zentimetern durch die Formen in dem Raum, der durch das Gewebe B dargestellt wird, um das flüssige Gewebemedium in die Form zu gießen, führen Sie den Spiegel der Objekte aus, um den Aufgabentrainer für die isolaterale Seite zu machen. Sobald die Komponenten der vorgefertigten Baugruppengruppen positioniert sind, um die Knochen im Raum zu fixieren, klicken Sie auf Barren, um die verschiedenen Baugruppengruppen in den Modellen entweder hinzuzufügen oder zu schneiden. Wählen Sie den gewünschten Körper im Arbeitsbereich aus, klicken Sie mit der rechten Maustaste, und wählen Sie dann Als STL speichern aus, um die endgültigen Komponenten zum Drucken zu exportieren, die STL-Datei auf dem Bett des 3D-Druckers zu positionieren und den Knochen vertikal auszurichten.

Für den Druck von Floß-Vollstützmaterial, einer Düsenschichthöhe von 0,4 Millimetern bei 0,2 Millimetern mit vier oberen und unteren Schichten, drei Perimeterschalen bei 20% und einer Hot-End-Temperatur von 210 Grad Celsius. Richten Sie die Formteile mit der Gewebeoberfläche nach oben aus und drucken Sie ohne Floß, stellen Sie die Schichthöhe auf 0,3 Millimeter Füllung auf 15% ein und verwenden Sie volles Stützmaterial. Ordnen Sie die Stützstifte und andere Komponenten an, um das Stützmaterial zu minimieren, drucken Sie alle Stiftstützteile mit einem Floß und stellen Sie die Schichthöhe auf 0,2 Millimeter und die Füllung auf 20% einDrucken Sie die Gewindekomponenten ohne Stützmaterial mit reduzierter Geschwindigkeit, sobald die Parameter jeder Komponente ausgewählt sind, bereiten Sie die von der Software generierte G-Code-Datei vor und exportieren Sie sie auf die SD-Karte.

Öffnen Sie die 3D-Druckersoftware, wählen Sie die gespeicherte G-Code-Datei von der SD-Karte und 1,75 Millimeter Polymilchsäure 3D-Drucker-Medienfilament zum Drucken. Messen Sie die Gelatine-Ciliumschalenfaser-Chlorhexidin-Lösung und Natriumhypochlorit, um die Gewebemedien vorzubereiten und einen Liter Wasser auf 85 Grad Celsius zu erhitzen. Fügen Sie das erhitzte Wasser in einen Mischbehälter hinzu, der mehrmals größer ist als das Volumen der Zutaten, während Sie die Gewebemediumlösung kräftig schütteln, fügen Sie die gemessenen Bestandteile nacheinander hinzu.

Erhitzen Sie die Mischung in einem Wasserbad bei 71 Grad Celsius für mindestens vier Stunden, um die Blasen abzuführen, bereiten Sie die simulierte Knochenmarklösung vor, indem Sie 100 Gramm kaltes Wasser, 100 Gramm Ultraschallgel und fünf Milliliter rote Lebensmittelfarbe messen, dann mischen Sie die Zutaten gründlich. Besprühen Sie die inneren Oberflächen der Form mit einem nicht silikonbasierten Trennmittel, sichern Sie den Knochen mit Stützstiften, um die richtige Position im Geweberaum beizubehalten. Befestigen Sie dann den Knochen am Boden der Form und montieren Sie die Form, überprüfen Sie die Position des Knochenpfropfens, um zu verhindern, dass das Gewebemedium während des Gießens in den Markraum gelangt.

Positionieren Sie die Form mit der Öffnung nach oben und gießen Sie 46 Grad Celsius warmes Gewebemedium in die Formhöhle. Sichern Sie das Auslaufen des Gewebemediums aus der Form, indem Sie es mit einem Staubwedelbehälter besprühen, die gefüllte Form für mindestens sechs Stunden auf vier Grad Celsius überführen oder bis das Gewebemedium fest ist. Zerlegen Sie die Form und entfernen Sie den Tasktrainer und die Stützstifte, entfernen Sie den Knochenpfropfen, füllen Sie die simulierte Knochenmarklösung im Knochenmarkraum und ersetzen Sie den Knochenpfropfen.

Bewahren Sie den Tasktrainer bis zum Gebrauch in einer Plastiktüte bei vier Grad Celsius oder minus 20 Grad Celsius auf. Sobald der Tasktrainer Raumtemperatur erreicht hat, weisen Sie die Auszubildenden an, die IO-Nadel zu platzieren und die simulierte Knochenmarklösung abzusaugen. Als nächstes zerlegen Sie die Aufgabentrainer, um das Gewebemedium und die Knochen wiederherzustellen, zerlegen Sie den Aufgabentrainer und legen Sie die Gelatine in einen Behälter, um zur weiteren Verwendung umgeschmolzen zu werden, das Modell kann reformiert werden und das gel, sobald es geschmolzen ist, kann wiederverwendet werden, um ein anderes Modell zu erstellen.

Dieses Protokoll wurde für die Modellierung und den Druck der dreidimensionalen Gewebeform und der Gewebestrukturen, die das Skelettelement umgeben, verwendet, wobei der CT-Scan des linken Kniegelenks eines Patienten verwendet wurde, was zu einer sehr genauen Nachbildung nach dem Druck führte. Eine Öffnung zum Freilegen der Gewebehöhle erleichterte das Gießen des Gewebemediums, die Form wurde mit zwei Stützstiftanordnungsgruppen entworfen, um die Knochenstrukturen innerhalb der Gewebehöhle zu stützen und aufzuhängen. Der Aufgabentrainer wurde für Humor- und Tibia-Köpfe mit einem undurchsichtigen und transparenten Gewebemedium angepasst, das unterschiedliche Visualisierungsstufen von Skelettstrukturen oder Landmarken ermöglicht.

Die anatomische Ähnlichkeit zwischen den CT-Scandaten, die zur Erstellung des Tasktrainers verwendet wurden, und den vollständig montierten humorvollen Tasktrainern in Bezug auf Knochendicke, Hauttiefe und Sehnenrille Die Zeit und die Kosten, die zum Drucken der Oberseite der Form erforderlich waren, waren am höchsten, gefolgt von der Unterseite der Form, den Knochen und der Hardware. Beim 3D-Druck der Formen haben wir festgestellt, dass es wichtig ist, einen starken Klebstoff zu verwenden, um ein Verziehen an der Basis zu verhindern. Ein weiterer kritischer Aspekt ist die Verwendung eines lösenden Sprays, das vor dem Hinzufügen des Gels auf den inneren Service der Form aufgetragen wird.

Dies verhindert, dass das Gel am 3D-gedruckten Material haftet. Diese Trainer ermöglichen den Kompetenztransfer von der Trainingsumgebung in die klinische Umgebung aufgrund ihrer anatomischen Ähnlichkeit mit Patienten, Wiederholung hilft einem Lernenden, die kritischen Schritte eines Verfahrens durchzuführen.