Inimkeha simuleerimine vedela silikoonkummi abil

Kokkuvõte

Vedela silikoonkumm (LSR) on muutunud pöördeliseks materjaliks inimese meditsiinilise väljaõppe, proteesimise ja biomehaaniliste uuringute jaoks väga realistlike simulaatorite väljatöötamisel . selle erandliku bioühilduvuse, vastupidavuse ja paindlikkuse kujundamisel muudavad selle ideaalseks Kandidaadiks, mis töötleb, ja see on seotud selle töötlemiseks. Rakendused inimkeha simulatsioonis . Lisaks arutame selles valdkonnas hiljutisi edusamme ja tulevikuväljavaateid .

1. sissejuhatus

Nõudlus anatoomiliselt täpsete inimese simulaatorite järele on märkimisväärselt kasvanud meditsiinilise hariduse, kirurgilise väljaõppe ja robootika . traditsiooniliste materjalide osas ei jäljenda sageli inimkudede mehaanilisi ja kombatavaid omadusi . vedela silikooniga silikoonkummist, kaheosalist plaatina-keskusega ELASTOMER, ja elustiivset. tekstuur .

2. vedela silikoonkummi materiaalsed omadused

LSR -l on inimese simulatsiooni jaoks mitu soodsat omadust:

Biosobivus: Pikaajalise naha kontakti jaoks ohutu, allergiliste reaktsioonide vähendamine .

Pisaratakistus: Talub korduvat mehaanilist pinget, suurendades vastupidavust .

Soojusstabiilsus: Säilitab elastsuse laias temperatuurivahemikus .

Kohandatav kõvadus: Vahemikus 10 kuni 80 kalda A, simuleerides lihaseid, nahka ja kõhre .

Hüdrofoobsus: Seisab vastu niiskuse imendumisele, takistades lagunemist .

3. tootmistehnikad

3.1 Süstevormimine

LSR -i töödeldakse tavaliselt vedela sissepritsega vormimise (LIM) abil, võimaldades keerulistes geomeetriates, näiteks veresoonte struktuurid või näoomadused, suure täpsuse .

3.2 3 d printimine

Hiljutised edusammud lisaainete tootmises võimaldavad silikooni kihiline ladestumist, hõlbustades patsiendipõhiseid anatoomilisi mudeleid .

3.3 Pinna tekstuurimine

Järeltöötluse tehnikad (e . g ., keemiline söövitus või lasergraveering) suurendavad realismi naha pooride, kortsude ja veresoonte mustrite replitseerimisega .

4. rakendused inimese simulatsioonis

4.1 Meditsiinilise väljaõppe mannekeenid

Laparoskoopia, intubatsiooni ja trauma reageerimise kõrge täpsusega kirurgilised simulaatorid .

Epiduraal- ja kateteriseerimis treenerid, kellel on realistlik kudede tagasiside .

4.2 Proteesimine ja ortomaatika

Loodusliku liikumise ja kombatava tundlikkusega pehmed robotite jäsemed .

Kosmeetilised proteesid jäljendavad nahatooni ja tekstuuri .

4.3 Biomehaanilised uuringud

Kunstlikud elundid mõjuuuringute jaoks (E . g ., krahhi test mannekeenid orgaaniliste analoogidega) .

SILICOONI ANTIMISEKS ANTIMISEKS ANGULIDE ANTIOONID .

5. väljakutsed ja tulevased juhised

Vaatamata oma eelisetele seisab LSR silmitsi väljakutsetega:

Kõrge hind: Plaatina katalüsaatorid suurendavad tootmiskulusid .

Piiratud enesetervenemine: Erinevalt polüuretaanidest puuduvad LSR -i sisemised parandusmehhanismid .

Tulevased uuringud keskenduvad:

Isetervendavad silikoonid: Pikendatud eluea jaoks pöörduvate sidemete lisamine .

Nutikas reageeriv LSR: Juhtivate täiteainete integreerimine haptilise tagasiside jaoks .

Jätkusuutlikud koostised: Biopõhised silikoonid keskkonnamõju vähendamiseks .

6. Järeldus

Vedel silikoonkumm on revolutsiooniliselt inimkeha simuleerimist, pakkudes materjalide teaduse edenedes tasakaalustamata realismi ja funktsionaalsust ., muutuvad LSR-põhised simulaatorid veelgi keerukamaks, suurendades meditsiinilist väljaõpet, patsientide hooldamist ja biomehaanilisi uuringuid .