Tehnike 3-D tiskanja pomagajo kirurgovom ustvariti nova ušesa | 2020

Vsebina:

Anonim

Za zdravljenje otrok z manjkajočim ali manj razvitim ušesom izkušeni kirurgi od otroka nabirajo koščke rebrastega hrustanca in jih vstavijo v okvir novega ušesa. Zaužijejo le toliko dragocenega hrustanca, kot ga potrebujejo.

To pomeni, da imajo medicinski delavci brez verodostojnega materiala, na katerem bi lahko vadili, saj so zelenjava bledi nadomestek. Nekateri uporabljajo rebra trupel prašičev ali odraslih, vendar so otroška rebra drugačne velikosti in konsistence.

Sedaj je sodelovanje med otolaringologom in študentom bioinženiringa, ki je sodelovalo z univerzo v Washingtonu, uporabilo 3D tiskanje, da bi ustvarilo poceni pediatrični model rebra, ki bolj ustreza občutku pravega hrustanca in omogoča realistično kirurško prakso. Inovacija bi lahko odprla vrata ambicioznim kirurgom, da postanejo usposobljeni v iskanem, vendar zahtevnem postopku.

Njihovi rezultati so opisani v povzetku, predstavljenem ta teden na konferenci American Academy of Otolaryngology - kirurgija glave in vratu v Dallasu.

"To je velika prednost pred tem, kar danes uporabljamo," je povedal vodilni pisatelj Angelique Berens, otorinolaringološka šola za medicino UW - rezidentka za operacijo glave in vratu. "Dobesedno vzamete palico vzvoda 2000, medtem ko udeleženec deluje in vi izločite ušesno hrustanec. To vas nauči, kako priti do oblike, vendar lastnosti niso super natančne - ne morete ga upogniti in jo šivati. ni zelo živo. "

Kot del študije so trije izkušeni kirurgi vadili rezbarjenje, upogibanje in šivanje silikonskih modelov UW ekipe, ki so bili izdelani iz 3-D tiskanega kalupa po vzoru CT-ja 8-letnega bolnika. Primerjali so njihovo trdnost, občutek in kakovost šivanja z resnično rebro, pa tudi dražji material, izdelan iz materiala za zobne odtise.

Vsi trije kirurgi so se raje odločili za modele UW, vsi pa so priporočili njihovo uvedbo kot orodje za usposabljanje kirurgov in kirurgov v usposabljanju.

Kathleen Sie, profesorica otorinolaringologije pri UW-medicini - kirurgija glave in vratu in direktorica Komunikacijskega centra za otroke pri otrocih v Seattlu, je dejala, da pomanjkanje ustreznih modelov usposabljanja ljudem otežuje udobno opravljanje občutljivega in tehničnega postopka, ki je imenovana rekonstrukcija ušes.

Običajno obstaja šest do dvanajstmesečni seznam čakajočih otrok, da se postopek izvede v Seattle Child, je dejala.

"To je operacija, ki jo lahko stori več ljudi, vendar je to pogosto največja zapora," je dejal Sie. "Ne oklevajo začeti, ker prej niso nikoli urezali ušesa. Toliko krompirja in jabolk, kot sem izklesal, še vedno ni isto."

Druga prednost je ta, da so modeli UW natisnjeni iz CT, zato posnemajo posameznikovo edinstveno anatomijo. To ponuja priložnost tudi izkušenemu kirurgu, da vnaprej opravi določeno ali težavno operacijo na modelu reber, specifičnem za bolnika.

Soavtorica Sharon Newman, ki je junija končala UW z bioinženirsko stopnjo, se je povezala z Berensom, medtem ko sta oba delala v laboratoriju UW BioRobotics pri profesorju elektrotehnike Blake Hannaford.

Newman je ugotovil, kako prenesti in obdelati CT skeniranje z vrsto brezplačnih programov odprtokodnega modeliranja in slikanja, in na koncu uporabiti 3-D tiskalnik za tiskanje negativnega kalupa bolnikovih rebrov.

Newman je pred tem testiral različne kombinacije silikona, koruznega škroba, mineralnega olja in glicerina, da bi posnemal človeško tkivo, ki ga je laboratorijski kirurški robot lahko manipuliral. Polila jih je v kalupe in jim pustila, da se ozdravijo, da bi videli, katera mešanica je najbolj podobna rdečemu hrustancu.

"Jaz bi šel v obrtno trgovino in Home Depot in rekel, da želim izdelati modele - v kakšen prehod naj grem?" je rekel Newman. "Izkazalo se je, da je veliko teh idej temeljilo na materialih, ki jih ljudje uporabljajo za umetnost in obrt, kot so obroči ali drugi nakit."

Naslednji koraki ekipe so, da v modele spravijo kirurge in kirurge, ki se usposabljajo, in upajmo, da bomo dokazali, da lahko bolj realistični modeli prakse dvignejo svoje sposobnosti in sposobnosti.

"Z enim 3-D tiskanim kalupom lahko naredite milijardo teh modelov za skoraj nič," je dejal Berens. "Ta raziskava kaže, da lahko napredujemo z enim od teh modelov in jo začnemo uporabljati."

Soavtorji so Craig Murakami, UW, klinični izredni profesor in otorinologinja iz Virginia Mason Medical Centra - kirurg za glave in vratu ter plastični kirurg za obraz, in David A. Zopf, docent za otorinolaringologijo - operacija glave in vratu na Univerzi v Michiganu.