Création d’un formateur de tâches de placement de ligne haute fidélité, économique et intraosseuse via l’impression 3D

Ici, nous avons créé un entraîneur de tâches imprimé en 3D haute fidélité dérivé de tomodensitogrammes de l’anatomie humaine normale Les entraîneurs de tâches créés à l’aide de ce protocole aident à effectuer tous les aspects critiques d’une tâche ou d’une procédure choisie, divers modèles anatomiquement corrects peuvent être créés avec ce protocole. Il est important de trouver un scanner contenant la section anatomique souhaitée pour le modèle que nous créons, dans le cadre du processus utilisé pour transformer les scans anatomiques en modèles 3D, il est important de fermer les ouvertures naturelles dans l’os pour créer un produit final qui permet l’ajout de caractéristiques pour maintenir l’os dans la bonne orientation et avoir un espace pour la moelle simulée. Pour commencer, confirmez l’orientation normale triangulaire correcte des fichiers SDL importés, si l’orientation triangulaire est incorrecte, inversez la normale triangulaire en cliquant sur sélectionner, modifier et sélectionner tout.

Ensuite, cliquez sur sélectionner, puis modifiez et inversez les modèles pour éliminer les structures indésirables et affiner les modèles, pour créer l’entraîneur de tâches, cliquez sur sélectionner puis sélectionnez les triangles sur les structures indésirables et cliquez sur modifier et ignorer. Sélectionnez l’outil Modifier et planifier la carte pour recadrer le modèle afin qu’il s’adapte aux limites du volume de construction de l’imprimante 3D. Réduisez la surcharge de calcul en cliquant sur sélectionner et en double-cliquant n’importe où sur le maillage pour sélectionner le maillage entier, puis sélectionnez modifier et réduire.

Pour réduire la cible, réduire le budget triangulaire à environ 10 000 faces. Une fois que les triangles du maillage autour du défaut sont sélectionnés, cliquez sur sélectionner, puis sélectionnez modifier et effacer et remplir, pour améliorer les trous de surface et les irrégularités. Exportez et enregistrez les modèles finis à l’aide du type de fichier SDL, ouvrez la commande Autodesk Fusion 360 Software Select Insert, puis insert mesh pour importer les fichiers SDL des modèles osseux et tissulaires dans l’espace de travail sous forme de maillage.

Pour convertir les maillages importés en B-rep Solids désactivez la chronologie Fusion 360, réduisez le nombre de triangles dans le maillage cible à moins de 10 000, sélectionnez le corps de maillage importé, puis cliquez avec le bouton droit de la souris pour ouvrir le menu et sélectionnez l’option de maillage vers B. Une fois que les maillages ont été convertis en solides d’emballage B, reprenez la chronologie fusion 360 et modifiez le solide pour créer le moule des formateurs de tâches en divisant le solide rectangulaire le long de l’axe long de l’enveloppe B du tissu. Sélectionnez deux à trois emplacements pour les broches de support et placez les composants préconçus du groupe d’assemblage, pour fixer les os de l’entraîneur de tâches, importez et positionnez un bouchon osseux sur l’espace médullaire ouvert du représentant B osseux pour empêcher les milieux tissulaires de pénétrer dans l’espace de la moelle et de drainer la moelle osseuse simulée.

Générer une ouverture de quatre à six centimètres à travers les moules dans l’espace représenté par le tissu B représentant solide pour verser le média tissulaire liquide dans le moule, effectuer le miroir des objets pour faire le formateur de tâche pour le côté isolatéral. Une fois que les composants des groupes d’assemblage prédéfinis sont positionnés pour fixer les os dans l’espace, cliquez sur des lingots combinés pour ajouter ou couper les différents groupes d’assemblage dans les modèles. Sélectionnez le corps souhaité dans l’espace de travail et cliquez avec le bouton droit de la souris, puis sélectionnez Enregistrer en tant que STL pour exporter les composants finaux pour l’impression, positionner le fichier STL sur le lit de l’imprimante 3D et orienter l’os verticalement.

Pour l’impression du matériel de support complet du radeau utilisateur, une hauteur de couche de buse de 0,4 millimètre à 0,2 millimètre avec quatre couches supérieure et inférieure, trois coques périmétriques de remplissage à 20% et une température d’extrémité chaude de 210 degrés Celsius. Orientez les composants du moule avec la surface du tissu vers le haut et imprimez sans radeau, réglez la hauteur de la couche à 0,3 millimètre de remplissage à 15% et utilisez un matériau de support complet. Disposez les broches de support et autres composants pour minimiser le matériau de support, imprimez toutes les pièces de support de broches avec un radeau et réglez la hauteur de couche à 0,2 millimètre et le remplissage à 20%Imprimez les composants filetés sans matériau de support à une vitesse réduite, une fois les paramètres de chaque composant sélectionnés, préparez et exportez le fichier de code G généré par le logiciel sur la carte SD.

Ouvrez le logiciel de l’imprimante 3D, sélectionnez le fichier de code G enregistré sur la carte SD et le filament de support d’imprimante 3D à acide polylactique de 1,75 millimètre pour l’impression. Mesurer la solution de chlorhexidine de fibre de gélatine de cilium et l’hypochlorite de sodium, pour préparer le milieu tissulaire et mettre de côté chauffer un litre d’eau à 85 degrés Celsius. Ajouter l’eau chauffée dans un récipient de mélange plusieurs fois plus grand que le volume des ingrédients tout en agitant vigoureusement la solution de milieu tissulaire, ajouter les ingrédients mesurés un par un.

Faites chauffer le mélange au bain-marie à 71 degrés Celsius pendant au moins quatre heures pour dissiper les bulles, préparez la solution de moelle osseuse simulée en mesurant 100 grammes d’eau froide, 100 grammes de gel à ultrasons et cinq millilitres de colorant alimentaire rouge, puis mélangez soigneusement les ingrédients. Vaporisez les surfaces internes du moule avec un agent de démoulage non à base de silicone, fixez l’os à l’aide de broches de support pour maintenir la position correcte dans l’espace tissulaire. Ensuite, fixez l’os au fond du moule et assemblez le moule, vérifiez la position du bouchon osseux pour empêcher le milieu tissulaire de pénétrer dans l’espace médullaire pendant le versement.

Positionnez le moule avec l’ouverture vers le haut et versez un milieu de tissu chaud de 46 degrés Celsius dans la cavité du moule. Sécuriser toute fuite du milieu tissulaire du moule en le pulvérisant avec une cartouche de pulvérisation d’air inversé, transférer le moule rempli à quatre degrés Celsius pendant au moins six heures ou jusqu’à ce que le milieu tissulaire ait été pris. Démontez le moule et retirez les broches d’entraînement et de support de tâche retirez le bouchon osseux, remplissez la solution de moelle osseuse simulée dans l’espace moelle osseuse et remplacez le bouchon osseux.

Conservez l’entraîneur de tâches dans un sac en plastique à quatre degrés Celsius ou moins 20 degrés Celsius jusqu’à son utilisation. Une fois que le formateur de tâches atteint la température ambiante, demandez aux stagiaires de placer l’aiguille IO et d’aspirer la solution de moelle osseuse simulée. Ensuite, démontez les trainers de tâche pour récupérer le milieu tissulaire et les os, démontez le trainer de tâche et placez la gélatine dans un récipient à refondre pour une utilisation supplémentaire, le modèle peut être reformé et le gel une fois fondu peut être réutilisé pour créer un autre modèle.

Ce protocole a été utilisé pour modéliser et imprimer le moule tissulaire tridimensionnel et les structures tissulaires entourant l’élément squelettique, en utilisant la tomodensitométrie de l’articulation du genou gauche d’un patient, le tibia conçu a abouti à une réplique très proche après impression. Une ouverture faite pour exposer la cavité tissulaire a facilité le coulée du milieu tissulaire, le moule a été conçu avec deux groupes d’assemblage de broches de soutien pour soutenir et suspendre les structures osseuses dans la cavité tissulaire. L’entraîneur de tâches a été personnalisé pour l’humour et le tibia en utilisant un support tissulaire opaque et transparent qui permet différents niveaux de visualisation des structures squelettiques ou des points de repère.

La similitude anatomique a été obtenue entre les données de tomodensitométrie utilisées pour créer l’entraîneur de tâches et les entraîneurs de tâches humoristiques entièrement assemblés en ce qui concerne l’épaisseur osseuse, la profondeur de la peau et la rainure tendineuse, le temps et le coût nécessaires pour imprimer le haut du moule étaient les plus élevés, suivis du fond du moule, des os et du matériel. Lors de l’impression 3D des moules, nous avons constaté qu’il est important d’utiliser un adhésif solide pour éviter la déformation à la base. Un autre aspect critique est l’utilisation d’un spray de libération appliqué sur le service interne du moule avant l’ajout du gel.

Cela empêche le gel de coller au matériau imprimé en 3D. Ces formateurs permettent le transfert de compétences de l’environnement de formation à l’environnement clinique en raison de leur similitude anatomique avec les patients, la répétition aide un apprenant à effectuer les étapes critiques d’une procédure.