Name: Anatomisch realistische neonatale hart Model voor gebruik in neonatale patiënt simulatoren (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-05T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 5 s
Description: Leer een anatomisch realistisch neonataal hartmodel maken met MRI, 3D-printen en spuitgieten voor neonatale patiëntsimulatoren. Deze methode verbetert training en onderzoek in neonatologie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit onderzoek werd uitgevoerd in het Nederlandse kader van IMPULS perinatology. De auteurs bedank het Radboud UMCN Museum voor anatomie en pathologie en het Máxima Medisch centrum Veldhoven voor het verstrekken van de neonatale MRI-scans voor dit werk gebruikt. De auteurs verder bedank Jasper Sterk, Sanne van der Linden, Frederique de Jongh, Pleun Alkemade, en de D.search lab aan de faculteit industrieel ontwerpen voor hun belangrijke bijdrage aan de ontwikkeling van dit onderzoek. Tot slot wil de auteurs Rohan Joshi bedanken voor zijn bewijs lezing van het manuscript.

Alle institutionele goedkeuringen zijn verkregen vóór de patiënt imaging.
1. het beeld van verwerving en segmentatie
<ol><li>Verwerven van een thoracale MRI-scan van een pasgeborene in Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) formaat. Vastleggen van elk segment van de scan in de ventriculaire diastolische fase van de cyclus van het hart of een thoracale MRI te verkrijgen van een autopsie. Opmerking: Een zichtbaar duidelijke definitie van de hartspier, evenals de atria en de ventrikels, is van essentieel belang.</li>
	<li>Met behulp van processing software (Zie Tabel van materialen) importeren de DICOM-bestand van de thoracale MRI. Gebruikend het menupunt van 'Bewerken van maskers', selecteer het gedeelte van de hartspier op elk segment van de MRI waar het hart aanwezig is. De atria en de ventrikels, in dit geval kunnen worden gedekt als goed.</li>
	<li>Maak een nieuwe schets laag en apart segment van de twee atria en twee ventrikels op dezelfde wijze als de selectie voor de hartspier. Niet segment de kleppen tussen de atria en de ventrikels, en tussen de ventrikels en bloedvaten.</li>
	<li>Maken van de spier en kamers tot afzonderlijke 3D voorstellingen via het menu 'Berekenen 3D' punt en hen exporteren als vijf stereolithografie (.stl) bestanden met behulp van de optimale resolutie-instellingen via het menu item 'STL +'.</li>
	<li>The.stl bestanden te laden in de CAD-software (Zie Tabel van materialen). Gebruik het menu-item van fix wizard the.stl bestanden voor overlappende driehoeken en slechte randen te repareren. The.stl bestanden opnieuw opslaan. Opmerking: Als het geen hart MRI beschikbaar is, kunt u overwegen het hart model gebruikt in dit protocol. Dit bestand bevat ook aparte hart ventiel modellen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/56710/Cardiac_model_parts.zip" target="_blank">Gelieve Klik hier om de bestanden te downloaden</a>.</li>
</ol>2. verwerking en schimmel afdrukken
<ol><li>De set van de atria en de ventrikels in een computer aided designsoftware laden (Zie Tabel van materialen). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/56710/Cardiac_model_parts.zip" target="_blank">Gelieve Klik hier om de bestanden te downloaden</a>.<ol>
<li>Bepaal de positie van de aorta, pulmonale mitralisklep en tricuspid kleppen met behulp van de oorspronkelijke MRI (Figuur 1).</li>
	</ol>
</li>
	<li>De positieve en negatieve schimmel helften van elke klep aan hun respectieve positie in de geladen set van de atria en de ventrikels toevoegen met slepen het ventiel bestand (verkregen via de bovenstaande link) in het huidige bestand activeren van de functie 'invoegen deel'. De positie van plaatsing aangegeven door te klikken op de locatie van het oppervlak van de atria en de ventrikels.<ol>
<li>Diepte van de basis van de positieve en negatieve ventiel met behulp van ' tabblad voorzieningen > extruderen baas/base ' uitsteken in hun respectieve kamers en samenvoegen van de klep delen aan hun respectieve kamer. Opmerking: De mitralisklep bestaat uit twee semilunar delen, terwijl de tricuspidalis, aorta, en pulmonaire kleppen bestaan uit drie.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Voeg het pulmonaire en aorta klep-bestand naar de locatie van hun respectieve ventrikel met behulp van de procedure die wordt beschreven in stap 2.2. Schets van de top van deze kleppen, twee overkoepelende cilinders met diameter van 5 mm door te klikken op de ' schets tabblad > cirkel ' na een getekende gebogen lijn met behulp van de ' tabblad voorzieningen > vegen baas/base ' beide oppervlakken circulaire cilinder tot de horizontale positie. Samen te voegen klep aan hun respectieve ventrikels en de slagaders.</li>
	<li>Van de basis van elk van de vier kamers, evenals de twee gebogen cilinders, verticale cilinders met diameter van 5 mm te trekken door te klikken op de ' schets tabblad > cirkel ' punt en extruderen hen tot 40 mm in de lengte door te klikken op de ' tabblad voorzieningen > extruderen baas/base ' item. Laat elke cilinder uitsteken in hun respectieve kamer.<ol>
<li>Om ervoor te zorgen de kamers positionering bij montage van de zes binnenste delen in de mal, differentiële inkepingen aan de zes cilinders (Figuur 2) toevoegen door het schetsen van de semicircles op de top van de cilinders: Klik op de ' schets tabblad > schets van de cirkel "menu-item en gebruik de ' functietab > Knippen/extruderen ' menu-item te creëren verschillende diepte inkepingen.<ol>
<li>Aftrekken van hun vormen uit de kamers en de slagaders door het selecteren van de stevige behuizing van de kamer en de slagader, rechts te klikken en druk op de 'combineren' functie waarna de aftrekken kan worden ingeschakeld. Niet samenvoegen van deze delen. Alle kamers en slagaders afzonderlijk opslaan.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Importeer het hart spier model. De zes-cilinder basis schetsen gecompenseerd door te starten een nieuwe schets en selecteren alle cilinder basis schetsen door de "shift"-toets ingedrukt. Selecteer de ' schets tabblad > converteren entiteiten menu-item. Selecteer de ' schets tabblad > entiteiten menu-item ter compensatie van de schetsen door 2 mm compenseren.<ol>
<li>Extruderen en samenvoegen van deze schetsen door te klikken op de ' tabblad voorzieningen > extruderen baas/bass' menu-item met het hart spier model; Herhaal voor de overkoepelende cilinders. Deze cilinders met het hart spier model samenvoegen door te klikken op de ' tabblad voorzieningen > extruderen baas/bass' menu-item. Opmerking: Zorg ervoor dat het hart spier model tegenover van de atria is meer dan 2 mm afstand (Figuur 1). Anders zal de muur scheuren bij het verwijderen van de innerlijke mallen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Model van een kubus op basis van de boekwaarde van de zes cilinders naar beneden door het eerste het plaatsen van een referentievlak door te klikken op de ' tabblad voorzieningen > verwijst naar geometrie > vliegtuig '. Klik daarna op de ' schets tabblad > plein ' menu-item en schets een plein met een lengte en breedte, dat is 4 mm breder is dan het breedste deel van het hart spier model.<ol>
<li>Dit naar beneden met een dikte van 8 mm diepte door te klikken op de ' tabblad voorzieningen > extruderen baas/base ' menu item, en voegen dit aan de basis van de zes cilinders markering van de menuoptie 'samenvoegen delen'. Op de vier hoeken van de basis, Voeg 4 mm kubussen gebruikend de zelfde methode.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Met behulp van de vierkante base als een schets, extruderen te dekken het hele hart model en aftrekken van alle andere delen van deze. Het splitsen van het bovenste deel van de overgebleven rechthoek op het breedste deel van het hart model. Eerste plaats een referentievlak bij de gewenste hoogte, met behulp van de ' tabblad voorzieningen > verwijst naar geometrie > vliegtuig. Na dit, gebruik het menu-item ' invoegen > mallen > splitsen ' om te selecteren van het oppervlak waarover de splitsing heeft zal plaatsvinden en het object waarvoor splitsen.<ol>
<li>Splitsen van de overgebleven rechthoek weer op de meest handige mal release positie met behulp van dezelfde methode zoals beschreven in stap 2.7 nog in een verticale positie. Schets van de kubieke sockets 4 mm in de hoeken van de longitudinale delen van de mal en 4 mm kubussen toe te voegen aan de hoeken van de bovenste klep, met behulp van de ' schets tabblad > plein ' en ' functies tabblad > extruderen baas/base ' menu-items.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Schets 50 cirkels van 1 mm diameter die betrekking hebben op de bovenkant van het model van de gehele buitenste schimmel en cut-extruderen deze door alle buitenste mallen. Ook, extruderen verschillende 1 mm cilinders aan de zijkant van de bovenste klep op de breedste locaties van het hart spier model. Knippen-diepte een enkel 8 mm injectie gat van de bovenklep.<ol>
<li>Alle vier de buitenste schimmel onderdelen afzonderlijk opslaan. Let op: In totaal, moet er tien schimmel componenten: de basis van de schimmel, twee buitenste schimmel zijpanelen, één buitenste schimmel bovenklep, twee innerlijke schimmel atria met klep bijlagen, twee innerlijke schimmel ventrikels met klep bijlagen en van elke aorta en pulmonaire inner de slagader van de schimmel met klep bijlagen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Een jetting printer gebruiken om af te drukken met rigide en rubber-achtige fotopolymeer materialen geïnstalleerd (Zie Tabel van materialen). Bij het plaatsen van de onderdelen voor afdrukken op de print bed, zorgen de klep negatieven zijn alle gedrukte naar boven (verticaal) (Figuur 3).<ol>
<li>Selecteer de afdrukinstellingen aan glanzend. Voor de vier holtes, alsmede de bijlagen van de pulmonaire en aorta schimmel, selecteer het flexibele S95-materiaal; voor de andere vier schimmel onderdelen, selecteer de rigide print materiaal.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Na het afdrukken de schimmel delen, het verwijderen van het dragermateriaal opgebouwd tijdens het afdrukken door waterjet (Zie Tabel van materialen). Plaats de delen in een 5% natriumhydroxide-oplossing gedurende 24 uur na het schoonmaken de schimmel delen. Na het verwijderen van de onderdelen van de oplossing, spoel ze af met koud water en laat drogen voor 48u vóór gieten.</li>
</ol>3. koude Injection Molding en afwerking
<ol><li>Alle oppervlakken van alle onderdelen van de schimmel spray met een release agent (Zie Tabel van materialen), met uitzondering van de kleppen, en veeg schoon met papieren zakdoekje. Laat ze drogen gedurende 15 minuten.<ol>
<li>Sluit de basis van de schimmel en twee zijwanden en plaats op de top van twee afstandhouders, dus de basis van de schimmel niet in direct contact met het oppervlak van de tabel is. De siliconen bereiden door het invoegen van een siliconenpatroon in de handleiding toedieningseenheden gun (Zie Tabel van materialen).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Voeg 5 mL silicone geperst uit de verstrekking gun in een metende kop en mix met een tandenstoker. Gebruikt een tandenstoker, een royaal bedrag van gesmolten silicone om de negatieve en positieve kant van de juiste atria en ventrikel kleppen passen. Zorg ervoor dat er geen luchtbellen in de val gelokt in het silicone (Figuur 4).<ol>
<li>Sluit de twee kamers in de hoek van het juiste ventiel en duw ze naar hun respectieve cilinders van de base schimmel. Herhaal dit voor de linker kant. Tot slot hecht ook de pulmonaire en aorta gebogen cilinders. Laat deze kleppen te stollen gedurende 2 minuten, dan hechten van het bovenste deel van de schimmel.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Een statische mixer hecht aan de cartridge, knijp totdat het silicone is het verlaten van de verstuiver, dan vrij van de druk. Standpunt de gehele schimmel op twee afstandhouders (Figuur 5), plaats het pistool in de 8-mm injection molding socket en squeeze met lage druk in de loop van 3 min totdat alle de ventilatieopeningen vertonen tekenen van siliconen overloop.<ol>
<li>Stoppen op dit punt het injecteren van het silicone, verwijderen van de mixer en de schimmel op het oppervlak van de tabel te plaatsen zodat alle bodem ventilatieopeningen zijn verzegeld, en geen siliconen meer vanaf de onderkant van de schimmel stromen kan. Laat de silicone om te stollen voor 30 min.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Open het bovenste deel van de schimmel door nieuwsgierige en opheffen van een metalen spacer in de spleet tussen de bovenste en onderste deel van de schimmel. Verwijder de delen van de kant van de mal gebruikend de zelfde methode, het verwijderen van één kant tegelijk. Opmerking: Zorg ervoor dat niet doorprikken van de hart-Muur bij het invoegen van het tussenstuk.<ol>
<li>Detecteren alle luchtbellen op de buitenkant van het hart na het loslaten van de drie componenten van de buitenste schimmel (Figuur 6). Gebruik een scalpel te doorboren de zeepbel en vul het met een kleine hoeveelheid siliconen met behulp van een tandenstoker, dan laten te genezen voor een ander 30 min.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Gebruik van perslucht (Zie Tabel van materialen) te blazen het hart model uit de basis van de mal waardoor de zes innerlijke mallen in het hart model. Zorg ervoor dat stevig omsluiten het hart model met de ene hand om te voorkomen dat de lucht bezwijken van de hart-muur.<ol>
<li>Gebruik een spuit met water te vullen en druk uitoefenen op de ventrikels van het links en rechts om de innerlijke mallen vrij te geven. Na dit gebruik een Magill pincet (Zie Tabel van materialen) te grijpen en trek deze binnenste delen van de twee schimmel. Herhaal dit proces voor de pulmonaire en aorta slagaders en ten slotte voor het verwijderen van de linker- en atria innerlijke mallen. Opmerking: Zorg ervoor dat de positionering van de verlostang het ventiel segment doet niet comprimeren wanneer klem druk wordt toegepast; de afgedrukte klep zal vernietigen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Binden de twee buizen leidt direct naar beneden van de ventrikels aan de voet van het hart-model met behulp van tie-wraps en plukken hen aan het oppervlak van de muur hart verwijderen toegang air vent tekenreeksen.</li>
</ol>

<ol><li>Wyllie, J., Bruinenberg, J., Roehr, C. C., Rüdiger, M., Trevisanuto, D., Urlesberger, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((European+resuscitation+council+guidelines+for+resuscitation+2015%5BTitle%5D)+AND+%22Resuscitation%22%5BJournal%5D)">European resuscitation council guidelines for resuscitation 2015.</a> Resuscitation. 95, 249-263 (2015).</li>
<li>Sawyer, T., Strandjord, T. P., Johnson, K., Low, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neonatal+airway+simulators%2C+how+good+are+they%3F+A+comparative+study+of+physical+and+functional+fidelity%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Perinatol%22%5BJournal%5D)">Neonatal airway simulators, how good are they? A comparative study of physical and functional fidelity.</a> J. Perinatol. 36 (2), 151-156 (2015).</li>
<li>Yao, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+printing%3A+review+of+application+in+medicine+and+hepatic+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Biol.+Med%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional printing: review of application in medicine and hepatic surgery.</a> Cancer Biol. Med. 13 (4), 443-451 (2016).</li>
<li>Chua, C. K., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/BF01192281">Rapid prototyping assisted surgery planning.</a> Int. J. Adv. Manuf. Tech. 14 (9), 624-630 (1998).</li>
<li>Gibson, I., et al. <a target="_blank" href="http://newmaker.com/nmsc/u/2010/20109/dld_file/2010931138089411.pdf">The use of rapid prototyping to assist medical applications.</a> Rapid Prototyping J. 12 (1), 53-58 (2006).</li>
<li>Cai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+3D+printing+in+orthopedics%3A+status+quo+and+opportunities+in+China%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Transl.+Med%22%5BJournal%5D)">Application of 3D printing in orthopedics: status quo and opportunities in China.</a> Ann. Transl. Med. 3 (Suppl 1), S12(2015).</li>
<li>Thielen, M. W. H., Delbressine, F. L. M. <a target="_blank" href="http://www.geometrysummit.org/proceedings/fase2016/papers/5.pdf">Rib cage recreation: towards realistic neonatal manikin construction using MRI scanning and 3D printing.</a> FASE. , 41-44 (2016).</li>
<li>Thielen, M., Joshi, R., Delbressine, F., Bambang Oetomo, S., Feijs, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+innovative+design+for+cardiopulmonary+resuscitation+manikins+based+on+a+human-like+thorax+and+embedded+flow+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22JOEIM%22%5BJournal%5D)">An innovative design for cardiopulmonary resuscitation manikins based on a human-like thorax and embedded flow sensors.</a> JOEIM. 231 (3), 243-249 (2017).</li>
<li>Cohrs, N. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+soft+Total+Artificial+Heart+-+First+Concept+Evaluation+on+a+Hybrid+Mock+Circulation%5BTitle%5D)+AND+%22Artif.+Organs%22%5BJournal%5D)">A soft Total Artificial Heart - First Concept Evaluation on a Hybrid Mock Circulation.</a> Artif. Organs. , (2017).</li>
<li>Sparks, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+silicone+materials+to+simulate+tissue+biomechanics+as+related+to+deep+tissue+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Skin+Wound+Care%22%5BJournal%5D)">Use of silicone materials to simulate tissue biomechanics as related to deep tissue injury.</a> Adv. Skin Wound Care. 28 (2), 59-68 (2015).</li>
<li>Van der Horst, A., Geven, M. C., Rutten, M. C., Pijls, N. H., Nvan de Vosse, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+anemometric+assessment+of+coronary+flow+reserve+with+a+pressure-sensing+guide+wire%3A+An+in+vitro+evaluation%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Eng.+Phys%22%5BJournal%5D)">Thermal anemometric assessment of coronary flow reserve with a pressure-sensing guide wire: An in vitro evaluation.</a> Med. Eng. Phys. 33 (6), 684-691 (2011).</li>
<li>Miriyev, A., Stack, K., Lipson, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft+material+for+soft+actuators%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+comm%22%5BJournal%5D)">Soft material for soft actuators.</a> Nature comm. 8 (596), (2017).</li>
</ol>

De auteurs verklaren geen potentiële belangenconflicten betreffende onderzoek, auteurschap, en publicatie van dit artikel. Dit onderzoek ontvangen geen specifieke subsidie van elke financieringsorgaan in openbare, commerciële of not-for-profit sector.

Voor het model ontwikkeld in deze studie, we geïdentificeerd die spuitgieten gedurende een periode van 3-min nodig is om te voorkomen dat de lucht die de cast (Figuur 5, Figuur 6). Om ervoor te zorgen dat siliconen de smalle ruimten van de kleppen bereikt, is "pre casting" of "coating" van de gebieden van de klep in de mal van essentieel belang. Aangezien de innerlijke mallen vormgeven van de hartkamers hebben om af te sluiten van de definitieve siliconen gegote...

Elk jaar worden miljoenen van pasgeborenen zijn tot neonatale intensive care units (NICU) toegelaten. In NICUs, de meeste noodsituaties betrekking hebben op problemen in de luchtwegen, de ademhaling en de bloedsomloop (ABC) en interventies zoals hartmassages te worden. NPS bieden een waardevol onderwijs en opleiding tool om praktijk van dergelijke interventies. Voor sommige NPS, kunnen ingesloten sensoren detecteren of prestaties voldoet aan de aanbevolen klinische richtsnoeren1 voor diepte en snelheid van hartmassages. De aanhankelijkheid aan richtlijnen kan worden gebruikt om te berekenen en te kwantificeren van prestaties, en in dit opzicht dergelijke stand van de techniek NPS kan worden gezien als een tastbaar en witte vak metric voor de evaluatie van de prestaties.
Aanhankelijkheid aan de aanbevolen richtlijnen is gericht op verbetering van de patiënt fysiologie. Hartmassages worden bijvoorbeeld geleverd met als doel het genereren van voldoende bloedstroom in het vaatstelsel. Huidige HiFi NPS (b.v.PremieAnne (Lærdal, Stavanger, Noorwegen) en Paul (SIMCharacters, Wenen, Oostenrijk)), bevatten niet alle sensoren voor het meten van fysiologische parameters zoals doorbloeding tijdens de training als ze een geïntegreerde hart te missen Deze fysiologische parameter genereren. Werkzaamheid van hartmassages in huidige NPS kan derhalve niet worden beoordeeld op fysiologisch niveau. Voor NPS om fysiologische beoordeling van hartmassages, heeft een anatomisch realistische kunsthart worden geïntegreerd in de NPS. Verder toont onderzoek2 dat een toename van de fysieke anatomische trouw tot een toename van de functionele betrouwbaarheid van NPS leiden kan. Integratie van een fysiek HiFi-orgel systeem zou profiteren van zowel de functionele betrouwbaarheid van opleiding en fysiologische prestatiebeoordeling inschakelen.
Een aanzienlijke toename van de trouw van NPS kan worden bereikt door middel van 3D printen. In de geneeskunde, worden 3D imaging en printing meestal gebruikt voor chirurgische voorbereiding en oprichting van implantaten3,4,5. Bijvoorbeeld op het gebied van chirurgische simulatie, zijn organen geproduceerd om te trainen van chirurgen op het uitvoeren van chirurgische ingrepen6. De mogelijkheden van 3D printen zijn niet nog uitgebreid toegepast in NPS. De combinatie van 3D-beeldbewerking en 3D printen opent de mogelijkheid voor NPS voor het bereiken van een hoger niveau van fysieke trouw. De replicatie van geavanceerde, flexibele, neonatale organen zoals het hart wordt het mogelijk toe te schrijven aan de ooit-verbreding waaier van technieken en materialen die worden gebruikt voor 3D printing7.
In dit document detailleren wij een protocol voor het maken van een functionele, kunstmatige neonatale hart met behulp van een combinatie van MRI, 3D printen en koude spuitgieten. Het hart model in deze white paper bevat twee atria, twee ventrikels, vier functionele kleppen, en pulmonaire en systemische slagaders en aders alle geproduceerd van een enkele siliconen gegoten. Het hart-model kan worden gevuld met een vloeistof, uitgerust met sensoren en gebruikt als output-parameter generator (d.w.z., bloeddruk of cardiale output tijdens hartmassages en ventiel functionaliteit).

<table><tbody><tr><td>Ecoflex 5</td><td>Smooth-on</td><td></td><td>Silicon afgietmateriaal</td></tr><tr><td>400ml Static mixers</td><td>Smooth-on</td><td></td><td>Mengbuizen</td></tr><tr><td>Handmatige doseerpistool</td><td>Smooth-on</td><td></td><td>Wordt gebruikt voor spuitgieten</td></tr><tr><td>5-56 PTFE spray</td><td>CRC</td><td></td><td>Losmiddel voor de mallen</td></tr><tr><td>Natriumhydroxide</td><td>N/A</td><td></td><td>Dit werd gekocht als natriumhydroxide bij de bouwmarkt, in droge, 99% pure vorm. Omdat het wijd beschikbaar is, is er geen bedrijf gespecificeerd</td></tr><tr><td>VeroWhite</td><td>Stratasys</td><td></td><td>Het harde materiaal dat in de print wordt gebruikt</td></tr><tr><td>TangoBlackPlus</td><td>Stratasys</td><td></td><td>Het rubberen materiaal dat in de print wordt gebruikt</td></tr><tr><td>Ondersteunend materiaal</td><td>Stratasys</td><td></td><td>Het standaard ondersteunende materiaal dat door Stratasys wordt gebruikt&nbsp;</td></tr><tr><td>Magill Forceps</td><td>GIMA</td><td></td><td>Babygrootte. Dit is voor het verwijderen van de binnenste mallen</td></tr><tr><td>Stratasys Connex 350</td><td>Stratasys</td><td></td><td>&nbsp;Als deze machine niet eigendom is, is een andere optie om de onderdelen door een derde partij printbedrijf te laten printen, zoals 3D-hubs, om de onderdelen te laten printen en verzenden.</td></tr><tr><td>Balco Powerblast (Water Jet)</td><td>Stratasys</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Euro 8-24 Set P (luchtcompressor)</td><td>iSC</td><td>4007292</td><td></td></tr><tr><td>Spuit met stompe naald</td><td>N/A</td><td></td><td>Een 20 ml spuit met een stompe naald met een diameter van 0,5 mm.</td></tr><tr><td>Mimics 17.0 software</td><td>Materialise&nbsp;</td><td></td><td>Deze software werd gebruikt om het hartmodel van de MRI te segmenteren. Er zijn verschillende gratis MRI-beeldvormingssoftwaretools beschikbaar, zoals InVesalius of Osirix, hoewel ze mogelijk minder functionaliteit bieden.</td></tr><tr><td>Magics 9.0 software</td><td>Materialise&nbsp;</td><td></td><td>Dit werd gebruikt om de door mimics gegenereerde.stl-bestanden te repareren en glad te strijken. Deze gladheid kan ook&nbsp; worden gedaan in de meeste andere gratis 3D-modelleringssoftware.</td></tr><tr><td>Solidworks</td><td></td><td></td><td>Software die wordt gebruikt voor het bewerken van het hartmodel. De meeste andere gratis CAD-software kan worden gebruikt om deze fase van verwerking uit te voeren.</td></tr></tbody></table>

anatomisch realistische neonatale hart model voor gebruik in neonatale patiënt simulatoren

Anatomically Realistic Neonatal Heart Model for Use in Neonatal Patient Simulators

Neonatale patiënt simulatoren (NPS) zijn kunstmatige patiënt surrogaten gebruikt in het kader van medische simulatie training. Neonatologists en verplegend personeel praktijk klinische interventies zoals hartmassages om ervoor te zorgen patiënt overleven in het geval van bradycardie of hartstilstand. De simulatoren gebruikt momenteel zijn van lage fysieke trouw en daarom geen kwalitatieve inzicht in de werkwijze van hartmassages. Het insluiten van een anatomisch realistische hart model in de toekomst simulatoren maakt de detectie van de cardiale output gegenereerd tijdens de hartmassages; Dit kan clinici voorzien van een uitvoerparameter, die kan het verdiepen van het inzicht in het effect van de compressie ten opzichte van het bedrag van de bloedstroom gegenereerd. Voordat dit toezicht kan worden bereikt, heeft een anatomisch realistische hart model moet worden gemaakt met de: twee atria, twee ventrikels, vier hartkleppen, pulmonary aders en slagaders, en systemische aders en slagaders. Dit protocol wordt de procedure beschreven voor het maken van dergelijk functioneel neonatale kunsthart model met behulp van een combinatie van magnetische resonantie beeldvorming (MRI), 3D printen, en gieten in de vorm van koude spuitgieten. Using zulks werkwijze met flexibel 3D gedrukte innerlijke mallen in het spuitgietproces, kan een anatomisch realistische hart model worden verkregen.

Deze studie geeft een methode om een anatomisch realistische neonatale hart model combineren MRI beeldvorming, 3D printen en koude spuitgieten te maken. De ductus arteriosus, alsmede foramen ovale werden niet opgenomen in het hart model gepresenteerd in dit document. De methode beschreven in dit document kan ook worden toegepast op andere inwendige organen, zoals de longen, en ribbenkast structuren. Rib Cage® structuren vereisen geen mallen en rechtstreeks met behulp van flexibele materia...

Dit protocol beschrijft een procedure voor het maken van functionele neonatale kunsthart modellen met behulp van een combinatie van magnetische resonantie beeldvorming, 3D printen en spuitgieten. Het doel van deze modellen is voor integratie in de volgende generatie van neonatale patiënt simulatoren en als een instrument voor de fysiologische en anatomische studies.

Anatomisch realistische neonatale hart Model voor gebruik in neonatale patiënt simulatoren

Neonatal patient simulators (NPS) are artificial patient surrogates used in the context of medical simulation training. Neonatologists and nursing staff ...

Deze methode kan belangrijke vragen in het neonatologieveld beantwoorden, zoals hoeveel cardiale output wordt gegenereerd tijdens borstcompressies. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het mogelijk maakt de oprichting van een flexibel hart model zonder het verlies van anatomisch realisme. Het demonstreren van de procedure met mij vandaag zal Jasper Sterk, een technicus van ons laboratorium.Om beeldsegmenten van een representatief neonatale hart te verkrijgen, opent u eerst een geschikt verwerkingssoftwareprogramma. Importeer een neonatale thoracale magnetische resonantieafbeelding, of MRI, geformatteerd als een bestand voor digitale beeldvorming en communicatie in de geneeskunde. Selecteer met het gereedschap Maskers bewerken het gebied van de hartspier op elk MRI-segment waar het hart aanwezig is en maak een nieuwe schetslaag.Segmenteer de twee atria en de twee ventrikels afzonderlijk op dezelfde manier en gebruik het 3D-gereedschap berekenen om de spieren en kamers in afzonderlijke 3D-representaties te maken. Gebruik vervolgens het gereedschap Stereolithography Plus om de segmenten als vijf stereolithografiebestanden te exporteren met de optimale resolutie voor elk bestand. Voor de verwerking en het afdrukken van de neonatale hart vorm stukken, laad de atria en ventrikel klep schimmel bestanden in een computer-aided ontwerp software programma.Gebruik de originele MRI om de posities van de aorta, long-, mitralis- en tricuspid-kleppen te bepalen. Met behulp van de insert deel functie, sleep de klep bestanden voor de positieve en negatieve mal helften voor elke klep naar hun respectieve posities in de geladen set van atria en ventrikels in het huidige bestand. Klik op de locatie op het oppervlak van het atrium of de ventrikel om de positie van plaatsing aan te geven.Selecteer onder het tabblad Functies Extrude Boss Base om de basissen van de positieve en negatieve kleppen te extruderen, zodat de kleppen in hun respectievelijke kamers uitsteken en de klepdelen naar gelang van het geval samenvoegen. Voeg de bestanden van de long- en aortaklep toe aan hun respectievelijke ventrikellocaties en open het tabblad Schets en selecteer het gereedschap Cirkel. Open vervolgens het tabblad Functie en gebruik de Sweep Boss Base-functie om twee overkoepelende cilinders met een diameter van vijf millimeter van de toppen van de kleppen te schetsen totdat beide ronde cilinderoppervlakken de horizontale positie bereiken.Nadat u de klepdelen hebt samengevoegd tot hun respectieve ventrikels en slagaders, selecteert u het gereedschap Cirkel opnieuw en gebruikt u de Functie Extrude Boss Base om verticale cilinders met een diameter van vijf millimeter uit de basis van elk van de vier kamers te extruderen totdat de cilinders 40 millimeter lang zijn en in hun respectieve kamers uitsteken. Open vervolgens het tabblad Schets en selecteer het gereedschap Schetscirkel. Open vervolgens het tabblad Onderdelen en gebruik de functie Cut Extrude om halve cirkels boven op de cilinders te schetsen om differentiële inkepingen aan de cilinders toe te voegen.Als u de vormen van de kamers en slagaders wilt aftrekken, klikt u met de rechtermuisknop om het vaste lichaam van de kamer en de slagader van belang te selecteren en selecteert u de functie Combineren om de instelling Aftrekken te selecteren. Na het opslaan van de kamers en slagaders, importeer het hartspiermodel. Start vervolgens een nieuwe schets en houd de Shift-toets ingedrukt om alle schetsen van de cilinderbasis te selecteren.Als u de basisschetsen van zes cilinders met twee millimeter wilt compenseren, opent u het tabblad Schets en selecteert u Entiteiten converteren. Open het tabblad Functies en gebruik de functie Extrude Boss Base om de boogcilinders samen te voegen met het hartspiermodel. Als u een kubus wilt modelleren vanaf de basis van de zes cilinders naar beneden, selecteert u Referentiegeometrie en opent u het tabblad Schets en selecteert u het gereedschap Vierkant.Schets vervolgens een vierkant met een lengte en breedte vier millimeter breder dan het breedste deel van het hartspiermodel. Gebruik de Functie Extrude Boss Base om het vierkant naar beneden te extruderen met een dikte van acht millimeter. Voeg het geëxtrudeerde vierkant samen met de basis van de zes cilinders met behulp van de functie Onderdelen samenvoegen.Voeg vier millimeter kubussen toe aan elk van de vier hoeken van de basis op dezelfde manier. Met behulp van de vierkante basis als een schets, extrudeer de basis om het hele hart model te dekken en af te trekken alle andere onderdelen van de cover. Gebruik de functie Referentiegeometrie om een referentievlak naar de interessehoogte te genereren en selecteer Invoegen, Mallen en Splitsen om het bovenste deel van de overgebleven rechthoek in het breedste deel van het hartmodel te splitsen.Splits de overgebleven rechthoek opnieuw op de meest handige mal release positie op dezelfde manier, maar in de verticale richting. Gebruik vervolgens een jetting printer en stijve, rubber-achtige fotopolymeer materialen om de mal onderdelen af te drukken. Het is essentieel om rubber-achtig materiaal te gebruiken voor de binnenste mal, zodat deze mallen later kunnen worden verwijderd zonder het model te breken of te beschadigen.Voor koude spuitgieten en afwerking van de mal onderdelen, eerst spray alle oppervlakken van alle gedrukte onderdelen, behalve de kleppen met een release agent, en veeg de stukken schoon met tissue papier. Na het drogen van de lucht gedurende 15 minuten, sluit de basis van de mal en twee zijpanelen en plaats de mal op de top van twee afstandhouders, zodat de basis van de mal is niet in direct contact met het tafeloppervlak. Steek een siliconen patroon in een handmatige doseerpistool en gebruik het pistool om vijf milliliter siliconen toe te voegen aan een maatbeker.Meng de siliconen met een menggereedschap en gebruik het menggereedschap om een royale hoeveelheid vloeibare siliconen aan te brengen op de negatieve en positieve kanten van de rechter atria- en ventrikelkleppen. We coaten de klep om hun functionaliteit te garanderen. Sluit de twee kamers in de juiste klephoek en duw de kamers op hun respectievelijke cilinders in de basismal.Bevestig vervolgens de long- en aortaboogcilinders op een vergelijkbare manier. Laat de siliconen twee minuten stollen. Bevestig het bovenste deel van de mal en een statische mixer aan de cartridge, knijpen de cartridge totdat alle siliconen is afgegeven, en vervolgens het vrijgeven van de druk.Stel de hele mal op de twee afstandhouders en steek het pistool in de acht-millimeter spuitgietstop. Knijp met lage druk in de loop van drie minuten totdat alle ventilatieopeningen tekenen van siliconen overloop vertonen. Steek vervolgens een metalen afstandsaar in de scheur tussen de bovenste en onderste delen van de mal om de bovenkant van de mal te openen.Verwijder de zijkanten van de mal een voor een op dezelfde manier, zorg ervoor dat de hartwand niet doorboren, en gebruik een scalpel om eventuele bellen in de siliconen te doorboren. Gebruik een tandenstoker om eventuele bubble gaten te vullen met siliconen en laat het model te genezen voor nog eens 30 minuten. Wanneer het model klaar is, stevig omsluiten het hart model met een hand en gebruik perslucht om het model af te blazen van de basis van de mal, waardoor de zes binnenste mallen in het hart model.Gebruik een spuit water te vullen en onder druk de linker en rechter ventrikels om de binnenste mallen vrij te geven. Gebruik dan een Magill tangen te trekken uit de binnenste twee mal delen zonder het comprimeren van de klep segment. Deze 3D-model printmethode kan ook worden toegepast op andere interne organen, zoals de longen, of op botstructuren, zoals de ribben.Met behulp van zeer flexibele binnenste vorm materialen voor de 3D-printen maakt het mogelijk het creëren en vrijkomen van complexe organische structuren die zouden worden vernietigd tijdens het verwijderen van de binnenste kamers als stijvere printmaterialen werden gebruikt. Een hoge resolutie van de ingewikkelde 3D-geprinte modelonderdelen is essentieel voor het genereren van kleine organische componenten, zoals die worden gebruikt in het hartmodelsysteem. Na de ontwikkeling maakte deze methode de weg vrij voor onderzoekers om neonatale fysiologie van patiënten te onderzoeken.Na het bekijken van deze video, moet u een goed begrip van hoe je een anatomisch realistisch neonatale hart met vier kamers en vier kleppen in een enkele casting cyclus te creëren. Vergeet niet dat het werken met natriumhydroxide zeer gevaarlijk kan zijn. Draag tijdens deze procedure hand- en oogbescherming.

anatomically-realistic-neonatal-heart-model-for-use-neonatal-patient

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

In this video, we demonstrate the procedure to surgically remove the left ventricular apex of a neonatal mouse heart.

Apical Resection Neonatal Mouse Model: A Surgical Procedure to Amputate the Ventricular Apex to Study Regenerative Potential in a Neonate Mouse Heart

Dit protocol beschrijft een zeer reproduceerbaar model van hartregeneratie door chirurgische inductie van een myocardinfarct in de linker ventrikel van muizen op postnatale dag 1. De methode omvat inductie van hypothermische anesthesie en ligatie van de linker voorste descendentie van de kransslagader.

Myocardinfarct bij pasgeboren muizen, een model van Cardiac Regeneration

In deze studies geven we nieuwe methodologie voor neonatale muizen cardiale scaffolds voor gebruik in regeneratieve studies.

Neonatale Cardiac Steigers: Novel Matrices voor Regenerative Studies

Hier presenteren we de ontwikkeling van een mock circulation setup voor multimodale therapie evaluatie, pre-interventionele planning en arts-training over cardiovasculaire anatomieën. Met de toepassing van patiëntspecifieke tomografische scans is deze opstelling ideaal voor therapeutische benaderingen, training en onderwijs in geïndividualiseerde geneeskunde.

Ontwikkeling en evaluatie van 3D-geprinte cardiovasculaire phantoms voor interventionele planning en training

Patiëntspecifieke modellen verbeteren het vertrouwen van de chirurg en collega bij het ontwikkelen of leren van chirurgische plannen. Driedimensionale (3D) printers genereren voldoende details voor chirurgische voorbereiding, maar slagen er niet in om de haptische getrouwheid van weefsel te repliceren. Er wordt een protocol gepresenteerd met details over de creatie van patiëntspecifieke, siliconen cardiale modellen, waarbij 3D-printprecisie wordt gecombineerd met gesimuleerd siliconenweefsel.

Creatie van patiëntspecifieke siliconen cardiale modellen met toepassingen in pre-chirurgische plannen en hands-on training

Het huidige protocol beschrijft aortacantnulatie en retrograde perfusie van het ex-vivo neonatale muizenhart.  Een tweepersoonsstrategie, met behulp van een ontleedmicroscoop en een stompe kleine naald, maakt betrouwbare cannulatie mogelijk. Kwantificering van longitudinale contractiele spanning wordt bereikt met behulp van een krachttransducer die is verbonden met de top van de linker ventrikel.

Aangepaste techniek voor het gebruik van neonatale muizenharten in het Langendorff-preparaat

Het huidige protocol beschrijft de echocardiografische beoordeling van de morfologie, functie en coronaire bloedstroom van de linkerventrikel bij 7-dagen oude pasgeboren muizen.

Echocardiografische karakterisering van linkerventrikelstructuur, functie en coronaire stroom bij pasgeboren muizen

Dit protocol demonstreert de workflow van het SILICOFCM-platform voor het automatisch genereren van een parametrisch model van de linker ventrikel uit patiëntspecifieke echografiebeelden door een multischaal elektromechanisch model van het hart toe te passen. Dit platform maakt in silico klinische studies mogelijk die bedoeld zijn om echte klinische onderzoeken te verminderen en positieve therapeutische resultaten te maximaliseren.

In Silico Klinische proeven voor hart- en vaatziekten

Dit protocol beschrijft een neonataal varkensmodel van cardiopulmonale bypass (CPB), met bloedsomloop en hartstilstand als hulpmiddel voor het bestuderen van ernstige hersenbeschadiging en andere complicaties secundair aan CPB.

Pediatrisch diermodel van extracorporale cardiopulmonale reanimatie na langdurige circulatiestilstand

Dit werk presenteert een diermodel van endotheliale-naar-mesenchymale overgangsgeïnduceerde fibrose, zoals te zien is bij aangeboren hartafwijkingen zoals kritieke aortastenose of hypoplastisch linkerhartsyndroom, wat gedetailleerde histologische weefselevaluatie, de identificatie van regulerende signaalroutes en het testen van behandelingsopties mogelijk maakt.

Een neonataal heterotopisch rattenharttransplantatiemodel voor de studie van endotheel-naar-mesenchymale overgang

Leer een anatomisch realistisch neonataal hartmodel maken met MRI, 3D-printen en spuitgieten voor neonatale patiëntsimulatoren. Deze methode verbetert training en onderzoek in neonatologie.

Anatomisch realistische neonatale hart Model voor gebruik in neonatale patiënt simulatoren

Meer video's verkennen