Abstract
Die maschinelle Bearbeitung von Knochen ist ein Standardverfahren in der Chirurgie. Um
Patientenschäden zu vermeiden, müssen vom Chirurgen entsprechende Kräfte und Geschwindigkeiten
bei der Handhabung von chirurgischen Instrumenten eingesetzt werden.
Traditionell findet die chirurgische Ausbildung im Operationssaal statt, in welchem eine
Operation beobachtet, assistiert und dann erste praktische Erfahrungen unter der Aufsicht
eines erfahrenen Chirurgen gemacht werden können. Das Risiko für den Patienten während
dieser ”learning by doing”-Chirurgie ist sehr hoch. Modell-basierte Simulatoren mit
realistischer Anatomie und Haptik bieten eine sichere Trainingsumgebung für chirurgische
Novizen. Die Entnahme von Transplantaten aus der Schädelkalotte ist eine anerkannte
Standard-Praxis und beliebt in der Schädel-Gesichtschirurgie. Schnell drehende Instrumente
werden typischerweise verwendet, um Kalvarialtransplantate zu heben. Um einen
hohen Realitätsgrad eines künstlichen Schädelmodells zu erreichen, wurden künstliche
Knochen entwickelt und biomechanisch validiert. Die biomechanischen Messungen erfolgten
mit realen Instrumenten und wurden an autoklavierten parietalen Knochenproben
durchgeführt. Bei den Messungen wurden alle Schädelschichten senkrecht durchdrungen
und dabei die Insertionskräfte verschiedener Instrumente aufgezeichnet. Basierend auf
diesen Ergebnissen wurden schrittweise geeignete Materialien für künstliche Schädelknochen
entwickelt. Zuerst wurden zweischichtige Blöcke entwickelt und getestet. In weiterer
Folge wurde ein Herstellungsverfahren bestimmt und damit dreischichtige künstliche
Schädelkappen entwickelt. Mikro-Computertomographie-Bilder aller Präparate wurden
aufgenommen, um die Schichtdicken der Knochen zu bestimmen. Die Ergebnisse wurden
zur Einstellung der Knochenschichtdicken der künstlichen Schädelkalotten während
des Herstellungsverfahrens herangezogen. Ein mechanisch validiertes Schädelkappen-
Modell wurde mit einer künstlichen Kopfhaut bedeckt und in einer Pilotstudie wurde dieser
neue, modell-basierte Simulator von erfahrenen Chirurgen getestet. Abgesehen vom
Fräsvorgang bietet der künstliche Knochen ein realistisches taktiles Feedback während
eines maschinellen Eingriffs. Erfahrene Chirurgen bestätigen, dass alle Verfahrensschritte
mit dem Simulator realistisch durchgeführt werden konnten und der Prototyp somit als
Ausbildungsinstrument für chirurgische Novizen geeignet ist. Zusammenfassend wurde
ein künstlicher Schädelknochen entwickelt, welcher die Eigenschaften des menschlichen
Parietalknochens widerspiegelt und sich somit für ein Training zum Heben eines Tabulaexterna-
Transplantats eignet. Der Simulator kann in Zukunft einen wichtigen Beitrag zur
Ausbildung von Chirurgen leisten.
| Originalsprache | Englisch |
|---|---|
| Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2017 |
UN SDGs
Dieser Output leistet einen Beitrag zu folgendem(n) Ziel(en) für nachhaltige Entwicklung
-
SDG 3 – Gute Gesundheit und Wohlergehen
Fingerprint
Untersuchen Sie die Forschungsthemen von „Entwicklung und Validierung eines neuartigen Simulators für die kranio-maxillofaziale Chirurgie“. Zusammen bilden sie einen einzigartigen Fingerprint.Zitieren
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