3D-gedruckte Simulatoren zur Verbesserung medizinischer Trainingsprogramme

Dr. Lori Lioce, klinische Assistenz Professorin am College of Nursing an der Universität von Alabama in Huntsville (UAH), entwickelt in Kooperation mit 3D-Druck-Spezialisten neue Simulatoren, um medizinische Trainingsprogramme zu verbessern.

Das wohl größte Problem bei medizinischen Ausbildungen ist die Frage, wie Studenten komplexe medizinische Fälle vermittelt werden können, ohne dabei echte Patienten hinzuziehen zu müssen. Kaum ein Mensch möchte als Versuchskaninchen dienen, wenn Studenten erste praktische Erfahrungen sammeln. In solchen Fällen kommen meist statt realen Patienten Simulatoren zum Einsatz. Durch den Eintritt von additiver Fertigung in diesem Gebiet konnten schon diverse Innovationen im medizinischen Bereich präsentiert werden. Aufgrund der vielen positiven Fähigkeiten, unter anderem der flexiblen Materialeigenschaften, kommt 3D-Druck häufig bei der Erstellung von komplexen 3D-Modellen des menschlichen Körpers zum Einsatz.

Dies erkannte auch Clinical Assistant Professor am College of Nursing an der Universität von Alabama sowie Geschäftsführerin des Learning and Technology Resource Centers des College Dr. Lori Lioce. Auf diversen Konferenzen über Gesundheitssimulation kam der Professorin zu Ohren, dass mittlerweile auch Simulatoren 3D-gedruckt werden können. Dies wollte Lioce nun auch mit SchülerInnen testen und involvierte Norven Goddard, Wissenschaftler am Zentrum für Systemmanagement und Produktion (SMAP) von UAH, um eben solche Simulatoren zu entwickeln.

“Norven erwähnte, dass das SMAP-Center sechs 3D-Drucker hat”, sagt Dr. Lioce. “Also gab ich ihm eine lange Liste von dem, was wir brauchten, und eine Tüte mit Proben, und wir arbeiteten zusammen an dem, was er und seine Schüler drucken konnten.”

Als erstes arbeitete das Team an einem Krikothyreotomie-Simulator, welcher dabei helfen soll die Atemwege zu klären. Zwar stellt dieses Verfahren normalerweise keinen Teil des Bachelor-Curriculums dar, jedoch fand das Team Simulator-Dateien auf Thingverse und beschloss, diese zu nutzen und 3D zu drucken.

“Diese Modelle kosten mehr als tausend Dollar, aber wir wollten etwas, das Geld spart, kosteneffizient ist und die Ressourcen der Universität nutzt”, sagte Goddard. “Wir haben uns gefragt, wie billig können wir das machen?”

Um diesen Krikothyreotomie-Simulator nun realitätsgetreu, mit der richtigen Textur sowie auch Stärke, realisieren zu können, schloss sich Dr. Lioce mit diversen 3D-Druckspezialisten des SMAP Center zusammen. Zu diesen Spezialisten zählen James Tovar, Marquis Myler, Nicholas “Gage” Swinford, Martavia Lucious, Andrew Farris und der Computerwissenschaftler Matthew Daigle. Nach einiger Zeit des Experimentieren war das Team schlussendlich mit dem dritten Prototypen zufrieden. Die Gesamtkosten dieses Vorhabens betrugen überdies nur 15 US-Dollar.

“Jetzt verwenden wir vier von ihnen in unserer Klasse, mit einer Ersparnis von $ 6.000”, kommentiert Dr. Lioce.

Nach diesem Erfolg arbeitet Dr. Lioce und ihr Team nun an der Entwicklung eines Onychektomie-Simulators. Dies ist ein Verfahren zur Entfernung des Daumennagels. Des weiters möchte das Team auch Injektionskissen herstellen.

“Wir konnten signifikante Kosteneinsparungen nachweisen”, sagte Dr. Lioce. “Gedanken- und Wissenschaftsvielfalt stimuliert notwendiges Wachstum und Lösungen. Gerade weil wir anders denken, sind wir gemeinsam innovativ.”