Modelo corazón Neonatal anatómicamente realista para el uso en simuladores de paciente Neonatal

Este método puede responder preguntas clave en el campo de la neonatología, como la cantidad de salida cardíaca que se genera durante las compresiones torácias. La principal ventaja de esta técnica es que permite la creación de un modelo cardíaco flexible sin la pérdida de realismo anatómico. Demostrando el procedimiento conmigo hoy estará Jasper Sterk, un técnico de nuestro laboratorio.

Para adquirir segmentos de imagen de un corazón neonatal representativo, abra primero un programa de software de procesamiento adecuado. Importe una imagen de resonancia magnética torácica neonatal, o RMN, formateada como un archivo de imágenes digitales y comunicaciones en medicina. Con la herramienta Máscaras de edición, seleccione el área del músculo cardíaco en cada sector de RMN donde el corazón está presente y cree una nueva capa de boceto.

Segmente por separado las dos aurículas y los dos ventrículos de la misma manera y utilice la herramienta Calcular 3D para renderizar el músculo y las cámaras en representaciones 3D separadas. A continuación, utilice la herramienta Estereolitografía Plus para exportar los segmentos como cinco archivos de estereolitografía utilizando la resolución óptima para cada archivo. Para el procesamiento e impresión de las piezas de molde cardíaco neonatal, cargue los archivos de molde de válvula de atria y ventrículo en un programa de software de diseño asistido por computadora.

Utilice la resonancia magnética original para determinar las posiciones de las válvulas aórtica, pulmonar, mitral y tricúspide. Con la función de pieza de inserción, arrastre los archivos de válvula para las mitades de molde positivas y negativas de cada válvula a sus respectivas posiciones en el conjunto cargado de aurículas y ventrículos al archivo actual. Haga clic en la ubicación en la superficie de la aurícula o el ventrículo para indicar la posición de la colocación.

En la pestaña Operaciones, seleccione Extruir base de saliente para extruir las bases de las válvulas positivas y negativas de modo que las válvulas sobresalan en sus respectivas cámaras y fusionar las partes de la válvula según corresponda. Agregue los archivos de válvula pulmonar y aórtica a sus respectivas ubicaciones de ventrículos, abra la pestaña Boceto y seleccione la herramienta Círculo. A continuación, abra la pestaña Operación y utilice la función Base de barrido para croquizar dos cilindros de cinco milímetros de diámetro arqueados desde la parte superior de las válvulas hasta que ambas superficies de cilindro circular alcancen la posición horizontal.

Después de fusionar las partes de la válvula a sus respectivos ventrículos y arterias, seleccione la herramienta Círculo de nuevo y utilice la función Extruir base de saliente para extruir cilindros verticales de cinco milímetros de diámetro desde la base de cada una de las cuatro cámaras hasta que los cilindros sean de 40 milímetros de longitud y sobresalga en sus respectivas cámaras. A continuación, abra la pestaña Croquis y seleccione la herramienta Círculo de croquis. A continuación, para crear diferentes sangrías de profundidad, abra la pestaña Operaciones y utilice la función Extruir de corte para croquizar semicírculos en la parte superior de los cilindros para añadir muescas diferenciales a los cilindros.

Para restar las formas de las cámaras y arterias, haga clic con el botón derecho del 200o para seleccionar el cuerpo sólido de la cámara y la arteria de interés y seleccione la función Combinar para permitir que se seleccione el ajuste Restar. Después de salvar las cámaras y las arterias, importe el modelo de músculo cardíaco. A continuación, inicie un nuevo croquis y mantenga pulsada la tecla Mayús para seleccionar todos los croquis de la base del cilindro.

Para desfasar los seis croquis base de cilindros en dos milímetros, abra la ficha Croquis y seleccione Convertir entidades. Abra la pestaña Operaciones y utilice la función Extruir base de saliente para fusionar los cilindros de arco con el modelo de músculo cardíaco. Para modelar un cubo desde la base de los seis cilindros hacia abajo, seleccione Geometría de referencia y abra la pestaña Croquis y seleccione la herramienta Cuadrado.

A continuación, esboce un cuadrado con una longitud y anchura cuatro milímetros más ancho que la parte más ancha del modelo de músculo cardíaco. Utilice la función Extruir base de saliente para extruir el cuadrado hacia abajo con un grosor de ocho milímetros. Fusione el cuadrado extruido con la base de los seis cilindros utilizando la función Fusionar piezas.

Agregue cubos de cuatro milímetros a cada una de las cuatro esquinas de la base de la misma manera. Usando la base cuadrada como un boceto, extruya la base para cubrir todo el modelo del corazón y reste todas las demás partes de la cubierta. Utilice la función Geometría de referencia para generar un plano de referencia a la altura de interés y seleccione Insertar, Moldes y Dividir para dividir la parte superior del rectángulo sobrante en la parte más ancha del modelo cardíaco.

Divida el rectángulo sobrante de nuevo en la posición de liberación de molde más conveniente de la misma manera, pero en la dirección vertical. A continuación, utilice una impresora de chorro y materiales de fotopolímero rígidos similares a los de goma para imprimir las piezas del molde. Es esencial utilizar material similar al caucho para el molde interior para que estos moldes se puedan quitar más tarde sin romper o dañar el modelo.

Para el moldeo por inyección en frío y el acabado de las piezas del molde, primero rocíe todas las superficies de todas las piezas impresas, excepto las válvulas con un agente de liberación, y limpie las piezas con papel tisú. Después de secar al aire durante 15 minutos, cierre la base del molde y dos paneles laterales y coloque el molde encima de dos espaciadores para que la base del molde no esté en contacto directo con la superficie de la mesa. Inserte un cartucho de silicona en una pistola dispensadora manual y utilice la pistola para añadir cinco mililitros de silicona a una taza de medición.

Mezcle la silicona con una herramienta de mezcla y utilice la herramienta de mezcla para aplicar una generosa cantidad de silicona líquida a los lados negativos y positivos de las válvulas de aurículas y ventrículos derechas. Cubrimos la válvula para garantizar su funcionalidad. Conecte las dos cámaras en el ángulo correcto de la válvula y empuje las cámaras a sus respectivos cilindros en el molde base.

A continuación, conecte los cilindros de arco pulmonar y aórtico de una manera similar. Deje que la silicona se solidifique durante dos minutos. Fije la parte superior del molde y un mezclador estático al cartucho, apretando el cartucho hasta que se haya dispensado toda la silicona y, a continuación, liberando la presión.

Ajuste todo el molde en los dos espaciadores e inserte la pistola en la toma de moldeo por inyección de ocho milímetros. Apriete con baja presión en el transcurso de tres minutos hasta que todos los conductos de ventilación muestren signos de desbordamiento de silicona. A continuación, inserte un espaciador de metal en la grieta entre las partes superior e inferior del molde para abrir la parte superior del molde.

Retire las partes laterales del molde de una en una de la misma manera, teniendo cuidado de no perforar la pared del corazón, y utilice un bisturí para perforar cualquier burbuja en la silicona. Utilice un palillo de dientes para llenar cualquier agujero de burbujas con silicona y deje que el modelo se cure durante otros 30 minutos. Cuando el modelo esté listo, encierre firmemente el modelo de corazón con una mano y utilice aire comprimido para volar el modelo de la base del molde, dejando los seis moldes internos en el modelo de corazón.

Utilice una jeringa de agua para llenar y presurizar los ventrículos izquierdo y derecho para liberar los moldes internos. A continuación, utilice un fórceps Magill para extraer las dos partes internas del molde sin comprimir el segmento de la válvula. Este método de impresión del modelo 3D también se puede aplicar a otros órganos internos, como los pulmones, o a estructuras óseas, como las costillas.

El uso de materiales de molde interior muy flexibles para la impresión 3D permite la creación y liberación de estructuras orgánicas complejas que se destruirían durante la eliminación de las cámaras interiores si se utilizaran materiales de impresión más rígidos. Una alta resolución de las intrincadas piezas de modelo impresas en 3D es esencial para la generación de pequeños componentes orgánicos, como los utilizados en el sistema modelo corazón. Después del desarrollo, este método allanó el camino para que los investigadores exploraran la fisiología neonatal del paciente.

Después de ver este video, usted debe tener una buena comprensión de cómo crear un corazón neonatal anatómicamente realista con cuatro cámaras y cuatro válvulas en un solo ciclo de fundición. No olvide que trabajar con hidróxido de sodio puede ser extremadamente peligroso. Por favor, use protección para las manos y los ojos durante este procedimiento.