US-Studenten üben an 3D-gedruckten Körpern das Operieren

Angesichts der steigenden Geld- und Umweltkosten für die Beschaffung, den Transport und die Lagerung von Leichnamen zu Lehrzwecken waren zwei Neurochirurgen der University of Arkansas for Medical Sciences (UAMS) überzeugt, dass es einen besseren, “grüneren” Weg geben müsse.

Dr. Glenn Pait, Direktor des Jackson T. Stephens Spine & Neurosciences Institute, und sein Kollege Dr. Noojan Kazemi, Ausbildungsleiter des Wirbelsäulen-Neurochirurgie-Programms der UAMS, richteten an der UAMS ein “grünes Wirbelsäulenlabor” ein.

Diese einzigartige Erfahrung fand am 12. Dezember statt, an einem Tag, an dem Assistenzärzte der Neurochirurgie praktische Erfahrungen bei der Arbeit an alternativen Kadavern sammeln konnten, während sie gleichzeitig Vorträge von Pait und Kazemi hörten.

Dank eines Bildungszuschusses von Globus Medical, Inc. wurden der UAMS drei synthetische Leichname zur Verfügung gestellt. Surgical Training and Utility Devices vertreibt die realistischen Modelle, die im chirurgischen Labor des Instituts verwendet werden. Zwölf Assistenzärzte, Medizinstudenten und Fakultätsmitglieder führten Eingriffe an den 3D-gedruckten Kadaveralternativen durch.

Kazemi sagte, dass die synthetischen Kadaver Haut und Knochen haben, die realistisch aussehen und sich auch so anfühlen. Da es sich nicht um menschliche Exemplare handelt, bei denen Probleme mit der Konservierung oder dem Verfall auftreten, sind sie vielleicht nützlicher als echte Kadaver.

Die Modelle haben “eine kortiko-zelluläre Architektur, die den menschlichen Knochen nachahmt”, die “eine hervorragende Röntgenanatomie” bietet und “die Verwendung von injizierbaren Knochenzementen ermöglicht”.

Einige andere Lehrkrankenhäuser im ganzen Land haben die Verwendung von Kadavern zugunsten von Virtual-Reality- oder Augmented-Reality-Optionen eingestellt – sie lassen die Studenten das Innenleben eines virtuellen Körpers dreidimensional betrachten oder lassen sie eine Brille aufsetzen, die digitale Bilder auf eine greifbare Oberfläche überträgt. Die UAMS ist jedoch einzigartig, weil sie synthetische, in 3D gedruckte Leichnamen für die Ausbildung zukünftiger Neurochirurgen verwendet, so Pait.

“Die praktische Erfahrung, die diese synthetischen Exemplare bieten, ist ein unschätzbares Lernmittel. Vor allem für die jüngeren Assistenzärzte bedeutet diese Erfahrung ein größeres Verständnis und mehr Sicherheit im Operationssaal”, so Pait.

Das Unternehmen, das diese Geräte herstellt, nennt sie SurgiSTUDs (Surgical Training Utility Devices) und sagt, dass sie an den jeweiligen Körperteil und die Bedingungen angepasst werden können, die in jedem Labor im Vordergrund stehen. Es gibt sie als ganze Körper oder nur als Teilstücke, z. B. Torsos.

“Es handelt sich um einen sichereren und erschwinglicheren Ansatz für die medizinische Ausbildung, der die gleiche lehrreiche Erfahrung bietet wie herkömmliche Leichname”, sagte John Brambert, Executive Vice President von SurgiSTUD, bei der Einführung der synthetischen Modelle Ende 2021.

In den letzten Jahren, so Kazemi, sind die Kosten für die Verwendung von Leichnamen dramatisch gestiegen. Er verwies auf die Schwierigkeiten, sie über Kadaverbanken zu beschaffen, auf die Kosten für den Transport mit geeigneter Ausrüstung zu einem Labor, das über entsprechende Einrichtungen für die Handhabung und Lagerung der Leichamen verfügt, und auf die spätere Sicherstellung, dass sie zur Beerdigung oder einer anderen endgültigen Entsorgung zurückgebracht werden.

Kazemi sagte, dass Pait vorschlug, das Wirbelsäulenlabor der UAMS in ein “grünes Labor” umzuwandeln, um die eskalierenden Kosten zu vermeiden und die Entsorgungskosten zu eliminieren, aber auch, um zu einem größeren Ziel der UAMS beizutragen, nämlich die Nachhaltigkeit zu erhöhen und den CO2-Fußabdruck des Labors zu minimieren.

“Wir haben also nach Unternehmen und Ressourcen gesucht, die eine Alternative zu Kadavern bieten, und wir haben ein Unternehmen gefunden, dessen 3D-Druckmodelle aus verschiedenen Materialien bestehen, die der Anatomie des für uns relevanten Teils des Kadavers – der Wirbelsäule – sehr ähnlich sind.”

Für diese praktische Erfahrung wurden drei Lendenwirbelsäulen verwendet, einschließlich des mit Wasser gefüllten Wangensacks, um eine lebensnahe Erfahrung zu ermöglichen. Die Assistenzärzte öffneten die Dura und übten das Nähen und Reparieren der Dura.

Die Assistenzärzte hatten auch Zugang zur Bildgebung, so Kazemi.

“So konnten sie nicht nur Sektionen durchführen, sondern auch das Einsetzen von Wirbelsäuleninstrumenten wie Knochen- und Nagelschrauben sowie Stäben üben – wiederum mit freundlicher Genehmigung von Globus, Inc.. Wir haben eine Umfrage zu den Kenntnissen und Fähigkeiten der Assistenzärzte vor und nach dem Praktikum durchgeführt, und die Antworten zeigten übereinstimmend, dass sie einen erheblichen Lerneffekt hatten”, so Kazemi.

Sobald das Labor mit den synthetischen Leichnamen für das Semester fertig ist, können sie entsorgt werden, oder das Chassis kann in einem anderen Labor wiederverwendet werden, nachdem es mit neuen Teilen versehen wurde.

“Es gibt viele Vorteile”, so Kazemi, wenn man die 3D-Exemplare verwendet. “Erstens werden die Transportkosten erheblich reduziert, da die Handhabung eines biologischen Präparats entfällt. Zweitens können sie, wenn sie zur UAMS kommen, in einem trockenen Raum gelagert werden. Wir müssen sie nicht gekühlt oder gefroren aufbewahren, und es gibt keine zeitliche Begrenzung, wie lange sie hier aufbewahrt werden können.”

Entsorgungskosten gibt es nicht, sagte er.

“Wir sprechen hier von einem Kostenunterschied von etwa 2.000 bis 3.000 Dollar” zwischen einem menschlichen Kadaver und einem synthetischen Kadaver, sagte er. “Die Verwendung von synthetischen Wirbelsäulenmodellen im Labor ist ein erster Schritt, um das Vertrauen der Assistenzärzte in die Chirurgie zu stärken”, sagte Pait und fügte hinzu, dass “menschliche Kadaver für fortgeschrittenere Studien und Erfahrungen verwendet werden sollten.”

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