Ihmiskehon simulointi nestemäisen silikonikumin avulla

Abstrakti

Nestemäinen silikonikumi (LSR) on noussut keskeiseksi materiaaliksi erittäin realististen ihmisen simulaattoreiden kehittämisessä lääketieteelliselle koulutukselle, proteesialle ja biomekaaniselle tutkimukselle {. sen poikkeuksellinen bioyhteensopivuus, kestävyys ja joustavuus tekevät siitä ihanteellisen ehdokkaan ihmisen kudosominaisuuksien toisto -ominaisuuksien toisto -ominaisuuksien kanssa, ja se -sovellukset. Ihmisen kehon simuloinnissa . Lisäksi keskustelemme tämän alan viimeaikaisista edistyksistä ja tulevaisuudennäkymistä .

1. Johdanto

Ihmisimulaattorien kysyntä on kasvanut merkittävästi lääketieteellisessä koulutuksessa, kirurgisessa koulutuksessa ja robotiikassa . Perinteiset materiaalit eivät useinkaan jäljittele ihmisen kudosten mekaanisia ja kosketusominaisuuksia . nestemäisiä silikonikumia, kaksiosaisen platinaation ja elastoitun elastomeja johtuen elinikäistä ja elinkaarista liuosta, joka on elinkelpoinen ja elinkaarinen liitäntä, elastilaista ja elinkaarista liuotustaan sen viritys- ja elastilaisuudesta ja kestävästä elastoidustaan liuoksestaan sen virallisesta ja elinkaarisesta ja kestävyydestä ja elinkaarisesta liuoksestaan johtuen ja elinkaarinen liitäntä, elastinen ja elinkaarinen liitäntä sen virallisesta ja elinkaarisesta elastoimisesta. tekstuuri .

2. nestemäisen silikonikumin materiaalin ominaisuudet

LSR: llä on useita edullisia ominaisuuksia ihmisen simulaatiolle:

Biologinen yhteensopivuus: Turvallinen pitkittyneelle ihokosketukselle, vähentämällä allergisia reaktioita .

Kyynelkestävyys: Kestää toistuvia mekaanisia jännityksiä, parantaen kestävyyttä .

Lämmönvakaus: Ylläpitää joustavuutta laajan lämpötila -alueen yli .

Muokattava kovuus: Välillä 10 - 80 rantaa A, lihaksen, ihon ja ruston simulointi .

Hydrofobisuus: Vastustaa kosteuden imeytymistä, estää hajoamisen .

3. valmistustekniikat

3.1 Injektiomuovaus

LSR käsitellään tyypillisesti nestemäisen injektiomuovan (LIM) avulla, mikä mahdollistaa suuren tarkkuuden monimutkaisissa geometrioissa, kuten verisuonirakenteissa tai kasvojen piirteissä .

3.2 3 d tulostus

Viimeaikaiset lisäaineiden valmistuksen edistykset mahdollistavat silikonin kerroskerroksen kerrostumisen, mikä helpottaa potilaskohtaisia anatomisia malleja .

3.3 Pinnan teksturointi

Jälkikäsittelytekniikat (e . g ., kemiallinen etsaus tai laserkaiverrus) parantaa realismia toistaakseen ihon huokoset, ryppyjä ja vaskulaarisia kuvioita .}}}}}}}}}}

4. sovellukset ihmisen simulaatiossa

4.1 Lääketieteellisen koulutuksen manikiinit

Kohtuullinen kirurginen simulaattorit laparoskopialle, intubaatiolle ja traumavastaukselle .

Epiduraali- ja katetrointikouluttajat realistisella kudoksen palautteella .

4.2 PROTHICES JA ORTONICS

Pehmeät robotti raajat luonnollisella liikkeellä ja kosketusherkkyys .

Kosmeettiset proteesit, jotka jäljittelevät ihon sävyä ja tekstuuria .

4.3 Biomekaaninen tutkimus

Keinotekoiset elimet iskututkimuksille (e . g ., kaatumistestien nukkeja elinten analogeilla) .

Silikoniin upotetut puettavat anturit liikeanalyysiä .

5. haasteet ja tulevaisuuden suunnat

Etuistaan huolimatta LSR kohtaa haasteita:

Korkeat kustannukset: Platinum -katalyytit lisäävät tuotantokustannuksia .

Rajoitettu itseparannus: Toisin kuin polyuretaanit, LSR: llä puuttuu sisäisiä korjausmekanismeja .

Tuleva tutkimus keskittyy:

Itseparantuvat silikonit: Sisällytä palautuvien joukkovelkakirjalainojen pidennetty elinikä .

Älykäs reagoiva LSR: Johtavien täyteaineiden integrointi haptisen palautteen .

Kestävät formulaatiot: Biopohjaiset silikonit ympäristövaikutusten vähentämiseksi .

6. johtopäätös

Nestemäinen silikonikumi on mullistanut ihmiskehon simulaation tarjoamalla vertaansa vailla olevaa realismia ja toiminnallisuutta ., kun materiaalitiede etenee, LSR-pohjaiset simulaattorit muuttuvat entistä hienostuneemmiksi, parantaa lääketieteellistä koulutusta, potilaan hoitoa ja biomekaanisia tutkimuksia ..}}}}}}