Thermoplastisches Kollagen für 3D-Druck von Modellorganen

AUFGABENSTELLUNG

In Deutschland werden jährlich über 50.000 Tiere für Aus- und Fortbildungszwecke von Ärzten und Tier­ärzten eingesetzt, um Operationen an Mensch und Tier zu erlernen und zu trainieren. Aufgrund anato­mischer Unterschiede werden viele Operations­techniken mit der Gefahr, sich diese falsch einzu­prägen, an Tieren erlernt. Für viele operativen Grund­techniken ist das „Modell Tier“ deshalb denkbar ungeeignet und für viele Einsatz­bereiche sind realistische und vor allem funktionelle Modelle dringend notwendig. Diese fokussieren sich auf ausgewählte Prozeduren und anatomische Strukturen und sind für die Grund­aus­bildung von Chirurgen sowie für die patienten­individuelle Operations­planung hervorragend geeignet. Die Vorteile des 3D-Druckes liegen vor allem bei der Abbildung individueller Pathologien und eröffnen neue Möglich­keiten in der OP-Aufklärung für den Patienten und die „greifbare“ OP-Vorbereitung für den Chirurgen. Deutliche Grenzen sind jedoch durch die zurzeit verwendeten Materialien gesetzt. Druck­bare Kunst­stoffe und Silikone bilden zwar Form und Farbe sehr präzise ab, sind jedoch in der Funktio­nalität bei der Verwendung der chirurgischen Werkzeuge nur sehr eingeschränkt bearbeitbar. Weder das Nähen oder Schneiden ist an gedruckten Modellen möglich, noch kann daran mit dem elektro­chirurgischen Equipment geschnitten oder koaguliert werden.

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

Es sollen kollagen­basierte Rezepturen entwickelt werden, womit die erforder­lichen Funktionali­täten für die elektro­chirurgischen Instrumente an Modellen geschaffen werden. Das Material soll auf einem 3D-Drucker zur Herstellung funktioneller und individuali­sier­­barer Modelle verwendet werden. Die Modelle sollen mit dem Equipment eines OP-Saales elektro­chirurgisch bearbeitbar und in der Bildgebung darstellbar sein.

NUTZEN | AUSBLICK

Anwender der funktionalisierten Organ­modelle sind Instrumenten­hersteller, Assistenz­ärzte und Studierende in Ausbildung sowie Ärzte im OP-Dienst. Die Modelle sollen für planbare Ausbildungs­veran­staltungen und allem für die laufende chirurgische OP-Planung, also innerhalb weniger Tage, zum Einsatz kommen.