多材料3D打印机可以为神经外科培训创建真实的动手模型

来自马来西亚马来亚大学的研究人员，与来自朴茨茅斯大学和英国牛津大学的研究人员合作，宣布创造了一个具有成本效益的两部分头骨模型，用于实践神经外科技术。该模型使用最新一代的多材料3D打印机制作，由多种材料组成，模拟神经外科手术中遇到的人体组织的各种一致性和密度。关于该模型的详细信息见“多材料3D打印机在创建带有病理实体的模型时的实用性，以提高神经外科医生的培训经验。”技术报告”。作者:Vicknes Waran, F.R.C.S.(神经外科)，Vairavan Narayanan, F.R.C.S.(神经外科)，m.r.c.s.。拉文德兰·卡鲁皮亚(Ravindran Karuppiah)， Sarah L. F. Owen, D.Phil。蒂普·阿齐兹(Tipu Aziz)， f.m d. sci。，今天在网上发布，提前印刷，在神经外科杂志》。

神经外科是一门很难掌握的学科。从医学院毕业后，受训者可能要花长达10年的时间来发展和磨练他们的外科技能，然后才能被指定为精通他们的专业。神经外科的数量和种类越多训练会议，培训经验越好。然而，作者指出，很难找到合适的模拟模型，为神经外科训练提供准确性和现实主义，同时保持培训成本下降。

一段时间以来，人们一直使用三维打印机来创建正常和病理的人体组织和器官模型，用于医生培训和患者指导。然而，直到最近，只有一种材料可以用于创建模型。一种材料的模型虽然用于展示目的，但对于实际训练来说没有什么价值。随着多材料3D打印机的出现，可以创建的新模型的复杂性和多功能性大大提高，但它们的价格也随之提高。

Waran和他的同事告诉我们，这种情况正在改变。他们表示，最新一代的多材料3D打印机可以通过创建在各种身体组织中模拟不同疾病的模型来帮助神经外科训练，而且他们可以以一种成本效益高的方式做到这一点。

借助Objet500 Connex™多国3D打印机（Stratasys，Ltd。），马来亚大学的研究人员创造了两部分模型这可以模拟真实病人的病理状况。模型的基础部分(“头部”)由一种材料组成。它有人类的特征(“脸”)和人类头骨的自然轮廓。这一部分用于训练神经导航技术的新手，并且可以一次又一次地重复使用。模型的第二部分定义了进行模拟手术的区域。这个作品包含了几种不同的材料，分别模拟皮肤、骨骼、硬脑膜、肿瘤和正常脑组织。第二件安装在底座上的槽中;这种多纹理的作品只能使用一次，并在练习后丢弃。幸运的是，很容易稳定地复制新片段。

为了使培训会议有价值，实习生必须能够在模拟手术期间看到，感觉，甚至听到不同的“组织”对外科仪器和技术的反应。研究人员告诉我们，“皮肤”设计用于通过手术刀切割并由缝合线修理，并且足够坚固地被牵发器握住;“骨头”必须足够努力，以获得使用骨穿孔和刀具的经验;“硬母”必须薄而柔韧 - 就像真实的东西一样。“肿瘤”的一致性和颜色与“脑”的一致性和颜色不同以模拟实际组织。研究人员使“肿瘤”比“脑”更柔软，而且橙色呈着橙色，而它们呈现出脑浅黄色。

为了测试打印机生产的模型的质量并进行小的调整，来自马来西亚的研究人员得到了其他英国研究人员的帮助。三名神经外科医生和一名外科模拟专家进行了模拟手术，并评估了模型的“组织”成分。所有部件都被评为“一般”或“好”，大多数被评为“好”。

该模型在训练神经导航技术的有用性也被评估。由于该两部分模型是基于真实患者的数据，因此评估团队将“神经成像”评为“优秀”就不足为奇了。使用了两种导航系统，在这两种情况下，“注册是准确的，规划是可能的。”

WARAN及其同事表示，该模型的可重复使用的基础花费约2000美元，以赚取2000美元，并且一次性插图费用为600美元。这使得这些培训模型负担得起。此外，型号设计基于实际的患者数据，提供无限的多样性。

作者指出，“作为3D打印机技术改进，这些机器将提供更新，更复杂的模型的可能性，允许改进的培训经验。“根据本文的第一个作者Vicknes Waran博士，”未来的3D模型可能会允许可能性从开始完成整个操作，为完成逼真的模拟器“以用于神经外科训练。

作者非常感谢他们从马来亚大学获得这项研究的支持。

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