ここでは、通常の人体解剖学のCTスキャンから派生した高忠実度の3Dプリントタスクトレーナーを作成しましたこのプロトコルを使用して作成されたタスクトレーナーは、選択されたタスクまたは手順のすべての重要な側面を実行するのに役立ち、このプロトコルを使用してさまざまな解剖学的に正しいモデルを作成できます。解剖学的スキャンを3Dモデルに変換するために使用されるプロセスの一環として、骨の自然な開口部を閉じて、骨を正しい方向に保持し、シミュレートされた骨髄のためのスペースを持つための機能の追加を可能にする最終製品を作成することが重要です。まず、インポートしたSDLファイルの三角形の法線の向きが正しいことを確認し、三角形の向きが正しくない場合は、[選択]、[変更]、[すべて選択]をクリックして三角形の法線を反転します。
次に、[選択]をクリックし、モデルを編集および反転して不要な構造を削除し、モデルを改良し、タスクトレーナーを作成するには、[選択]をクリックしてから、不要な構造の三角形を選択して、[編集して破棄]をクリックします。カードの編集ツールと平面ツールを選択して、3Dプリンターのビルドボリュームの範囲内に収まるようにモデルをトリミングします。選択をクリックし、メッシュ上の任意の場所をダブルクリックしてメッシュ全体を選択し、編集して削減を選択することで、計算オーバーヘッドを削減します。
ターゲットを減らすには、三角形のバジェットを約10, 000面未満に減らします。欠陥の周りのメッシュの三角形を選択したら、[選択]をクリックし、[編集と消去と塗りつぶし]を選択して、表面の穴と凹凸を改善します。SDL ファイル タイプを使用して完成したモデルをエクスポートして保存し、Autodesk Fusion 360 ソフトウェアの[挿入]を選択してから[メッシュを挿入]コマンドを開き、ワークスペース内の骨および組織モデルのSDLファイルをメッシュとしてインポートします。
インポートしたメッシュをB-repソリッドに変換するには、Fusion 360タイムラインを無効にし、ターゲットメッシュの三角形の数を10, 000未満に減らし、インポートしたメッシュボディを選択し、右クリックしてメニューを開き、メッシュをBにラップするオプションを選択します。メッシュが B ラップ ソリッドに変換されたら、fusion 360 タイムラインを再開し、ティッシュ B ラップの長軸に沿って長方形のソリッドを分割して、ソリッドを修正してタスク トレーナー モールドを作成します。サポートピン用に2〜3つの場所を選択し、事前に設計されたアセンブリグループコンポーネントを配置して、タスクトレーナーの骨を固定し、骨プラグをインポートして骨B担当者の開いた骨髄スペースに配置し、組織媒体が骨髄スペースに入り、シミュレートされた骨髄を排出するのを防ぎます。
液体組織媒体を鋳型に流し込むための固体の組織Bで表される空間に型を通る4〜6センチメートルの開口部を生成し、対象物の鏡面を行い、等辺側のためのタスクトレーナーを作る。事前に設計されたアセンブリグループのコンポーネントがスペース内のボーンを固定するように配置されたら、組み合わせた地金をクリックして、モデル内のさまざまなアセンブリグループを追加またはカットします。ワークスペース内で目的のボディを選択して右クリックし、[STLとして保存]を選択して印刷用の最終コンポーネントをエクスポートし、STLファイルを3Dプリンターのベッドに配置し、ボーンを垂直に向けます。
ユーザーラフトフルサポート材を印刷する場合、0.2ミリメートルで0.4ミリメートルのノズル層の高さ、4つの上層と最下層、3つの周囲シェルが20%で充填され、ホットエンド温度は摂氏210度です。組織表面を上に向けて金型コンポーネントを向け、いかだなしで印刷し、層の高さを0.3ミリメートルのインフィルで15%に設定し、完全なサポート材料を使用します。サポートピンやその他のコンポーネントを配置してサポート材料を最小限に抑え、すべてのピンサポートパーツをラフトで印刷し、層の高さを0.2ミリメートルに設定し、インフィルを20%に設定します各コンポーネントのパラメーターを選択したら、ソフトウェアによって生成されたGコードファイルを準備してSDカードにエクスポートします。
3Dプリンターソフトウェアを開き、SDカードと1.75ミリメートルポリ乳酸3Dプリンターメディアフィラメントから保存したGコードファイルを選択して印刷します。ゼラチン繊毛殻繊維クロルヘキシジン溶液と次亜塩素酸ナトリウムを測定し、組織培地を調製し、1リットルの水を摂氏85度に加熱して取っておいた。組織培地溶液を激しく振とうしながら成分の量の数倍の混合容器に加熱水を加え、測定した成分を1つずつ加える。
気泡を消散させるために混合物を摂氏71度の水浴中で最低4時間加熱し、100グラムの冷水、100グラムの超音波ゲルおよび5ミリリットルの赤い食用色素を測定して模擬骨髄溶液を調製し、次いで成分を完全に混合する。金型の内面に非シリコーンベースの離型剤をスプレーし、サポートピンを使用して骨を固定し、組織空間内の正しい位置を維持します。次に、骨を金型の底に固定して型を組み立て、注ぐときに組織培地が骨髄腔に入るのを防ぐために骨プラグの位置を確認します。
開口部を上に向けて金型を配置し、摂氏46度の温かい組織媒体を金型キャビティに注ぎます。倒立エアダスターキャニスターでスプレーして金型からの組織培地の漏れを固定し、充填した金型を最低6時間、または組織培地が固まるまで摂氏4度に移します。金型を分解し、タスクトレーナーとサポートピンを取り外し、骨プラグを取り外し、骨髄スペースにシミュレートされた骨髄溶液を充填し、骨プラグを交換します。
タスクトレーナーは、使用するまで摂氏4度またはマイナス20°Cのビニール袋に入れて保管してください。タスクトレーナーが室温に達したら、研修生にIO針を配置し、シミュレートされた骨髄溶液を吸引するように指示します。次に、タスクトレーナーを分解して組織培地と骨を回収し、タスクトレーナーを分解し、ゼラチンを容器に入れて再溶解して追加使用し、モデルを改質し、一度溶けたゲルを再利用して別のモデルを作成します。
このプロトコルは、患者の左膝関節のCTスキャンを使用して、設計された脛骨の3次元組織型および骨格要素を取り巻く組織構造をモデル化および印刷するために使用され、印刷後に非常に近いレプリカが得られました。組織腔を露出させるために作られた開口部は、組織培地の注入を容易にし、金型は、組織腔内の骨構造を支持および吊り下げるために2つの支持ピンアセンブリグループで設計されました。タスクトレーナーは、骨格構造やランドマークのさまざまなレベルの視覚化を可能にする不透明で透明な組織媒体を使用して、ユーモラスで脛骨に合わせてカスタマイズされました。
タスクトレーナーの作成に使用されたCTスキャンデータと、骨の厚さ、皮膚の深さ、腱の溝に関して完全に組み立てられたユーモラスなタスクトレーナーの間で解剖学的類似性が達成され、金型の上部を印刷するのに必要な時間とコストが最も高く、次に金型の下部、骨、ハードウェアが続きました。金型を3Dプリントする場合、ベースでの反りを防ぐために強力な接着剤を使用することが重要であることがわかりました。別の重要な側面は、ゲルを添加する前に金型の内部サービスに適用される放出スプレーの使用です。
これにより、ゲルが3D印刷物に付着するのを防ぎます。これらのトレーナーは、患者との解剖学的類似性のためにトレーニング環境から臨床環境へのスキルの移転を可能にし、繰り返しは学習者が手順の重要なステップを実行するのに役立ちます。
