Het bouwen van betaalbare, duurzame, medium-fidelity ballistische gelfantomen voor echogeleide zenuwblokkadetraining
9 februari 2024
Hier demonstreren we het ontwerp en de creatie van vier op maat gemaakte ballistische gelatine-echografiefantomen voor echogeleide regionale anesthesietraining. We ontwierpen de fantomen met behulp van computerondersteunde ontwerpsoftware, gebruikten 3D-geprinte modellen om siliconen mallen te maken en goten vervolgens gesmolten ballistische gel in de mallen om aangepaste weefsellagen te creëren.
Daarom hebben we gebruik gemaakt van de nieuwste technologie, zoals computerondersteund ontwerp en 3D-printen, om op maat gemaakte, duurzame, echogeleide zenuwblokkadetrainers te maken met relatief goedkope materialen. Daarbij onderzochten we vragen met betrekking tot de duurzaamheid en kosteneffectiviteit van zenuwblokkadetrainers, terwijl we de betrouwbaarheid en toegankelijkheid van deze trainers maximaliseerden. Momenteel moeten medische opvoeders en simulatiecentra ofwel duizenden dollars betalen voor hands-on zenuwblokkadetrainers, of geld besparen met behulp van bederfelijke materialen die snel bederven.
Onze zenuwblokkadetrainers gebruiken betaalbare materialen die maanden tot jaren meegaan, terwijl ze de anatomie nauwkeuriger simuleren dan andere goedkope simulatoren. Andere pogingen om zelfgemaakte zenuwbloktrainers te maken, hadden over het algemeen betrekking op bederfelijke materialen zoals dierlijk vlees, dat snel bederft, of zelfgemaakte gelatine, die binnen enkele weken schimmel laat groeien, zelfs met koeling. Onze trainers gaan jaren mee met minimaal onderhoud en kosten een fractie van de prijs van commerciële trainers.
We werken aan de ontwikkeling van deze zenuwblokkadetrainers voor een verscheidenheid aan andere procedures binnen de operatiekamer op een spoedeisende hulp. Bovendien gebruiken we infraroodtracking in verschillende software-opties om statistieken vast te leggen over hoe artsen deze procedures uitvoeren, zodat we de resultaten kunnen analyseren en kunnen proberen deze te correleren met klinische prestaties.
Overzicht
Deze studie presenteert de ontwikkeling van op maat gemaakte echofantomen van ballistische gelatine, ontworpen voor training in echogeleide regionale anesthesie. Door gebruik te maken van geavanceerde technologieën zoals computerondersteund ontwerp (CAD) en 3D-printen, bieden deze fantomen een kosteneffectief en duurzaam alternatief voor traditionele zenuwblokkade-trainers.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Medische Educatie
- Simulatietraining
- Ultrasone Technologie
Achtergrond
- Traditionele trainers voor zenuwblokkades zijn duur en vaak gemaakt van bederfelijke materialen.
- Bestaande simulators met lage kosten missen duurzaamheid en anatomische getrouwheid.
- Er is een behoefte aan betaalbare, duurzame trainingsmiddelen in het medisch onderwijs.
- Eerder zelfgemaakte trainers hebben aanzienlijke beperkingen, zoals snelle bederf.
Doel van de studie
- Het creëren van duurzame en kosteneffectieve trainers voor echogeleide zenuwblokkades.
- Het verbeteren van de getrouwheid en toegankelijkheid van trainingsmiddelen voor medisch onderwijzers.
- Het onderzoeken van de levensduur en het onderhoud van deze aangepaste trainers in vergelijking met traditionele opties.
Gebruikte methoden
- Gebruik van computergestuurde ontwerpsoftware voor het ontwerp van het fantoom.
- 3D-printen van modellen om siliconen mallen te maken.
- Gieten van gesmolten ballistische gel in de mallen om weefsellagen te vormen.
- Evaluatie van de duurzaamheid en kosteneffectiviteit van de trainers.
Belangrijkste resultaten
- De op maat gemaakte trainers zijn vervaardigd uit betaalbare materialen die maanden tot jaren meegaan.
- Ze simuleren de anatomie nauwkeuriger dan andere goedkope simulatoren.
- Deze trainers vereisen minimaal onderhoud in vergelijking met bederfelijke alternatieven.
- De kosten zijn aanzienlijk lager dan die van commerciële trainers voor zenuwblokkades.
Conclusies
- De ontwikkelde fantoommodellen bieden een levensvatbare oplossing voor training in echogeleide anesthesie.
- Ze lossen de problemen met betrekking tot kosten en duurzaamheid van medische trainingsmiddelen op.
- Deze aanpak kan de trainingservaring voor medische professionals verbeteren.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de Industrie
Duurzame, anatomisch accurate ballistische gelfantomen maken schaalbare, reproduceerbare simulatie van echogeleide zenuwblokkades mogelijk, waardoor de afhankelijkheid van bederfelijke of kostbare commerciële modellen wordt verminderd. Deze aanpak ondersteunt gestandaardiseerde vaardigheidsbeoordeling en training in translationele onderzoeks- en apparaatontwikkelingsomgevingen. De methode vergroot het voorspellend vertrouwen in procedurele simulatie, ter ondersteuning van R&D- en educatieve initiatieven op bedrijfsniveau.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt gecontroleerde simulatie van weefselinterfaces mogelijk voor het testen van hypothesen over apparaten of procedures.
- Ondersteunt mechanische risicoreductie door reproduceerbare anatomische modellen te bieden voor iteratieve evaluatie.
- Faciliteert functionele validatie van beeldvormings- en interventiestrategieën in een gestandaardiseerde omgeving.
Screening & Assayontwikkeling
- Biedt gevalideerde, herbruikbare fantomen voor consistente procedurele training en workflows voor apparaattesten.
- Maakt kwantitatieve beoordeling van beeldgetrouwheid en interventienauwkeurigheid over verschillende batches mogelijk.
- Ondersteunt de standaardisatie van assays door biologische variabiliteit en het risico op bederf te minimaliseren.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt gesimuleerde weefselvlakken en echogeniciteit uit met klinisch relevante anatomische kenmerken.
- Maakt continuïteit mogelijk van evaluatie van apparatuur op de werkbank naar preklinische procedurele validatie.
- Vermindert het translationele risico door de inzet van reproduceerbare, kosteneffectieve modellen te ondersteunen.
Integratie van pijplijn & workflow
Deze phantoms integreren in het continuüm van ontdekking tot prekliniek door een gestandaardiseerd platform te bieden voor procedurele simulatie, prototyping van apparaten en validatie van beeldvorming.
- Ontdekkingsbiologie: Ondersteunt hypothesetesten voor interacties tussen apparaat en weefsel en de haalbaarheid van procedures.
- Screening: Maakt reproduceerbare, kwantitatieve evaluatie van beeldvormings- en interventieworkflows mogelijk.
- Analytica: Biedt consistente resultaten voor vergelijkingen tussen verschillende condities en benchmarking van prestaties.
- Translationeel onderzoek: Slaat een brug tussen simulaties op de werkbank en preklinische procedurele studies met anatomische getrouwheid.
- Bedrijfsmatige hergebruikbaarheid: Biedt een schaalbaar, kosteneffectief platform dat aanpasbaar is aan meerdere behoeften op het gebied van procedurele R&D en apparaatontwikkeling.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit bij procedurele simulatie.
- Operationele waarde: Levert duurzame, herbruikbare modellen met minimaal onderhoud en een hoge reproduceerbaarheid.
- Strategische waarde: Maakt kosteneffectieve, schaalbare training en apparaatevaluatie mogelijk, wat leidt tot betere go/no-go-beslissingen.
- Impact op de portfolio: Faciliteert risico-gecorrigeerde prioritering van programma's voor procedurele en apparaatontwikkeling.
Overwegingen voor de uitvoering
- Vereist expertise in CAD-ontwerp, 3D-printen en procedurele anatomie.
- Toegang tot 3D-printers, materialen voor siliconen gietvormen en ballistische gelbenodigdheden is noodzakelijk.
- Standaardisatie van het ontwerp en de assemblage van het fantoom is cruciaal voor de reproduceerbaarheid tussen teams.
- Aanpassing aan nieuwe anatomische doelgebieden kan iteratief ontwerp en validatie vereisen.
- De getrouwheid en duurzaamheid van het fantoom zijn afhankelijk van de materiaalkwaliteit en de precisie van de assemblage.
