TU Delft studenten maken 3D-geprint strottenhoofd voor betere training artsen
Bij een blokkade van de bovenste luchtweg is een acute ingreep waarbij een opening wordt gemaakt in de luchtpijp net onder het strottenhoofd de enige oplossing. Door de zeldzaamheid van dit ziektebeeld hebben artsen maar weinig ervaring met deze levensreddende ingreep. 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.
Tot op heden ontbreekt het artsen aan een goed model om een acute strottenhoofdingreep, ofwel een coniotomie, te oefenen. Het is cruciaal dat artsen dit trainen, want 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. Er is dus grote behoefte aan een realistischer, herbruikbaar en schoon oefenmodel.
Materiaalkeuze
Enthousiast ging een groep studenten (Sophie, Erik, Guusje, Jiska, Stijn en Paco) van de minor Biomedical Engineering aan de slag met deze uitdaging. Belangrijk was dat het oefenmodel er niet alleen realistisch uitzag, maar vooral ook echt voelde. Zo moet het kraakbeen stevig maar ook buigzaam zijn en de huid flexibel maar scheur-bestendig. Welk materiaal gebruik je daarvoor? Na veel onderzoek en samen met Jan van Frankenhuyzen, research engineer in het Fantoomlab, besloten de studenten eerst prototypes van verschillend materiaal te 3D-printen. Hiermee gingen ze vervolgens terug naar de artsen.
Na een aantal feedbackrondes kwamen de studenten uiteindelijk tot een 3D-geprint strottenhoofd van synthetisch rubber, specifiek thermoplastisch polyurethaan. Het weefsel tussen het kraakbeen en de huid werd uiteindelijk nagebootst door laagjes tape. En de huidlaag is gemaakt van siliconen met een elastische wapening. Daarnaast hebben de studenten een platform ontwikkeld waar het strottenhoofd in past en de huid overheen wordt gespannen. Hierdoor kan het model gemakkelijk worden hergebruikt.
Major impact
“Het was ontzettend leuk om dit project te begeleiden. De studenten waren onwijs gedreven en na elke feedbackronde van de artsen waren ze weer gebrand op het verbeteren van het model”, zegt Van Frankenhuyzen. Ook de artsen, Dick Kooper en Nanno Peek, zijn enthousiast. Het Reinier de Graaf Ziekenhuis heeft al 8 kunststrottenhoofden afgenomen en onder andere gebruikt op een landelijke workshop voor keel-, neus- en oorartsen. “Om de strottenhoofden op de lange termijn beschikbaar te maken, zijn we inmiddels een zoektocht naar een producent gestart”, geeft Frankenhuyzen aan. Een mooi voorbeeld dus van een minorproject met een major impact.
Lees meer over het project in Reinier Research (pagina 24).
Organen namaken
Hersenen in de koelkast, huid op de werkbank en babybuikjes in de lade. Dat is de dagelijkse realiteit van Jan van Frankenhuyzen, research engineer in het Fantoomlab van de afdeling Biomechanical Engineering. Zijn doel is om menselijke organen op zo’n manier na te maken dat de mechanische eigenschappen zo dicht mogelijk bij de realiteit liggen. Deze modellen kunnen worden gebruikt om medische ingrepen op te oefenen en om nieuw ontwikkelde medische instrumenten, ontworpen door de onderzoeksgroep van prof. dr. John van den Dobbelsteen, te evalueren. Het namaken van organen is hiervoor een betaalbare, maar vooral ook duurzaam en ethisch verantwoorde oplossing. Het Fantoomlab bestaat nu zo’n 2 jaar.