KunststofenRubber.nl

Hoe maak je een chirurgisch oefenstrottenhoofd van kunststof?

19 september 2023 om 10:20 uur

Tot op heden ontbreekt het artsen aan een goed model om een acute strottenhoofdingreep te oefenen. Als de ingreep niet goed wordt uitgevoerd, kan het blijvend letsel veroorzaken of zelfs fataal zijn. Om te oefenen gebruiken artsen nu vaak varkensstrottenhoofden uit slachtafval of 3D-modellen die eigenlijk niet goed overeenkomen met het menselijk strottenhoofd. Dat moet anders, dachten artsen van het Reinier de Graaf Ziekenhuis en studenten van de TU Delft. Samen ontwikkelden zij een realistisch en duurzaam strottenhoofdmodel.


Belangrijk is dat het oefenmodel er niet alleen realistisch uitziet, maar vooral ook echt voelt. Zo moet het kraakbeen stevig maar ook buigzaam zijn en de huid flexibel maar scheur-bestendig. Welk materiaal gebruik je daarvoor? Na onderzoek samen met Jan van Frankenhuyzen, research engineer in het Fantoomlab, besloten de studenten Biomedical Engineering eerst prototypes van verschillend materiaal te 3D-printen. Hiermee gingen ze terug naar de artsen. Na dit proces een aantal keer te hebben herhaald, kwam het team op een model uit, waar alle partijen tevreden mee zijn:

Welke kunststof lijkt het meest op een strottenhoofd?Figuur 1: Het ontwerp van het kunststrottenhoofd

 

De eerste stap was: een strottenhoofd ontwikkelen waarbij de opening tussen de kraakbenige structuren net zo smal is als in het menselijk lichaam. Vervolgens moet deze nauwe opening goed ruimer te maken zijn zodat er met enige moeite een tube geplaatst kan worden. Dit alles vergt de juiste flexibiliteit. Na een aantal feedbackrondes kwamen de studenten tot een 3D-geprint strottenhoofd van thermoplastisch polyurethaan.

 

Vervolgens moest het juiste materiaal worden gevonden voor het cricothyroid ligament. Er is grondig onderzoek gedaan naar de kracht waarmee het materiaal wordt doorgesneden, maar uiteindelijk bleek het gevoel dat nodig is om het door te snijden de belangrijkste factor. Op basis van feedback van de artsen is een combinatie van medische tape, een dubbele laag Leukosilk en een laag Duraspore gekozen als geschikte vervanger voor menselijk weefsel. Bovendien is tape erg makkelijk op het strottenhoofd te plakken en is het ook gemakkelijk te vervangen na gebruik. Dit is te zien in figuur 2:

 

Welke kunststof lijkt het meest op een strottenhoofd?Figuur 2: Het opplakken van de medische tape op het kunststrottenhoofd

 

Als laatste was een vervangend materiaal voor de huid nodig. Van Frankenhuyzen had eerder gewerkt met siliconenhuid, waardoor het team met zijn kennis hier verder mee aan de slag kon. Na wat pogingen en feedback van de artsen, hebben is een huidvervanger ontwikkeld van siliconen met een elastische wapening. Om het kunststrottenhoofd in de juiste positie in de hals te kunnen plaatsen en met kunsthuid te bedekken, is een platform in de vorm van de hals ontwikkeld (zie Figuur 3):

 

Welke kunststof lijkt het meest op een strottenhoofd?Figuur 3: Het uiteindelijke ontwerp met alle onderdelen.

 

Aan beide zijden van de hals zijn twee hefbomen (rood in fig.3) geplaatst die ervoor zorgen dat de huid stevig geklemd en over het strottenhoofd gespannen kan worden. Er moest nu nog een constructie ontworpen worden die het kunststrottenhoofd op zijn plaats houdt en die ervoor kan zorgen dat de kunsthuid erover heen gespannen kan worden.


De combinatie van deze elementen creëert een product dat gebruikt kan worden om coniotomie op te oefenen. Het is duurzaam, aangezien het overgrote deel van het ontwerp kan worden hergebruikt. Het ontwerp is realistisch, waardoor de artsen tijdens een training goed worden voorbereid op de noodprocedure. Daarnaast is het product relatief eenvoudig te produceren, waardoor het op grote schaal geproduceerd en in gebruik genomen kan worden.

 

Focus op ...

Agenda

4 juli 2024, Amsterdam

Symposium – Circulaire Bioplastics

Over de mogelijkheden van bioplastics voor verpakkingen en de uitdagingen die erbij komen kijken.

18 september 2024, 's-Hertogenbosch

Kunststoffen 2024

De Kunststoffenbeurs is dé centrale plek waar de Benelux kunststof- en rubberketen actuele kennis deelt,...

3 oktober 2024, Den Bosch

AM for Production

Tijdens AM for Production ontmoet je AM machinebouwers, componentleveranciers, grondstofleveranciers,...

Meer agendapunten »