TR | ENG ISSN 2667-7024
 
Volume : 33   Issue : 2  Year : 2019

Current Issue Published Numbers Articles In Print The Most Downloaded Articles Send Online Article



 
Constructing Low-Cost Simulation Models in Pediatric Surgery and Pediatric Urology Using 3D Printing and Hydrogel: Preliminary Study []
. 2019; 33(1): 24-30 | DOI: 10.5222/JTAPS.2019.72681  

Constructing Low-Cost Simulation Models in Pediatric Surgery and Pediatric Urology Using 3D Printing and Hydrogel: Preliminary Study

Sinem Seleme Övünç1, Musa Batuhan Yolcu1, Şenol Emre1, Emil Mammadov2, Sinan Celayir1
1Department of Pediatric Surgery, Istanbul University-Cerrahpasa, Cerrahpasa Medical Faculty, Istanbul, Turkey
2Department of Pediatric Surgery, Near East University School of Medicine, Nicosia, Cyprus

INTRODUCTION: Using surgical education simulations to gain and maintain fine motor skills becomes more important and common in both student education and surgery/urology residency training. However, due to reasons involving high cost, non-individualized design, and being unable to demonstrate correct anatomy and tissue characteristics, recent simulation-training models need new research in regard to overcome these problems. In this study, we aimed to construct affordable training- simulation models for student-resident education in pediatric surgery and urology using a 3D printer and polyvinyl alcohol (PVA).
METHODS: Virtual models of the kidney based lesions and stone disease in the urinary system that are the common problems faced in pediatric surgery and urology created using 3Ds MAX software (Autodesk, San Rafael,CA). Virtual models were used as reference geometry to design molds in Fusion 360 software (Autodesk, San Rafael,CA). After the inverse geometries of the virtual models were acquired, supplemental features such as inlet and outlet pipes were added to the mold using Boolean operations. Generated molds printed using Ultimaker 2+ 3D printer (Ultimaker B.V, Geldermalsen, The Netherlands). The %20 w/v solution of the PVA was prepared and injected between the 3D-printed molds. Five freeze-thaw cycles were subsequently administered to the entire molds to allow the PVA molecules to make hydrogen bonds that lead to forming the tissue-mimicking gel. The training-simulation models were removed from the molds.
RESULTS: In this study, the kidney and urinary bladder models produced.
DISCUSSION AND CONCLUSION: In this preliminary study, we demonstrated how to construct the anatomically correct, low cost, procedure-specific models that mimic the handling properties of living tissues. The utility of the models in student and resident education will be evaluated in future studies.

Keywords: simulation, 3D printers, polyvinyl alcohol, pediatric surgery, pediatric urology, training


Üç Boyutlu Yazıcı ve Hidrojel Kullanarak Düşük Maliyetli Çocuk Cerrahisi ve Çocuk Ürolojisi Simülasyon Modelleri Üretimi: Ön Çalışma

Sinem Seleme Övünç1, Musa Batuhan Yolcu1, Şenol Emre1, Emil Mammadov2, Sinan Celayir1
1İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Cerrahpaşa Tıp Fakültesi, Çocuk Cerrahisi Anabilim Dalı, İstanbul, Türkiye
2Yakın Doğu Üniversitesi Tıp Fakültesi, Çocuk Cerrahisi Anabilim Dalı, Nikos, Kıbrıs

GİRİŞ ve AMAÇ: Gerek öğrenci, gerekse çocuk cerrahisi ve çocuk ürolojisi asistan uygulamalı eğitimlerinde ince motor becerilerin geliştirilmesi ve sürdürülmesini için cerrahi eğitim simülatörlerinin kullanımı gittikçe önem kazanmakta ve yaygınlaşmaktadır. Buna karşın bu uygulama-simülasyon modelleri kişiselleştirilmiş olmama, yüksek maliyet, anatomiyi ve doku karakteristiğini yansıtamama problemlerinin yeni çalışmalarla aşılması gerekmektedir. Bu çalışmada öğrenci ve asistan eğitiminde (çocuk cerrahisi ve çocuk ürolojisi) kullanılabilecek düşük maliyetli uygulama-simülasyon modellerinin masaüstü üç boyutlu yazıcı ve polivinil alkol (PVA) yardımıyla üretimini amaçladık.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Bu çalışma kapsamında Çocuk Cerrahisi ve Çocuk Ürolojisinde sık karşılaşılan sorunlar olan böbrek kaynaklı kitleler ile üriner sistem taş hastalığı sanal modelleri 3Ds MAX yazılımı kullanılarak oluşturuldu. Sanal modeller Fusion 360 yazılımında kalıpları tasarlamak için referans geometri olarak kullanıldı. Ters geometri oluşturulduktan sonra solüsyon dolum kanalları vb. destekleyici tasarım özellikleri Boolean operatörleri kullanılarak kalıplara eklendi. Tasarlanan kalıplar Ultimaker 2+ 3 boyutlu yazıcı ile yazdırıldı. %20’lik PVA solüsyonu hazırlandı ve 3 boyutlu olarak yazdırılan kalıplara enjekte edildi. PVA molekülleri arasında hidrojen bağı kurularak doku benzeri jel halini alması için beş adet donma/çözme döngüsü tüm kalıba uygulandı. Modeller kalıplardan çıkarıldı.
BULGULAR: Bu çalışma kapsamında böbrek ve mesane modelleri üretildi.
TARTIŞMA ve SONUÇ: Bu çalışmada anatomik olarak doğru, gerçekçi doku kalitesine sahip, senaryoya özel ve düşük maliyetli modellerin nasıl oluşturulabileceğini gösterdik. Bu modellerin asistan ve öğrenci eğitiminde kullanımının yararlılığı ileriki çalışmalarda ayrıca değerlendirilecektir.


Anahtar Kelimeler: simülasyon, 3 boyutlu yazıcı, polivinil alkol, çocuk cerrahisi, çocuk ürolojisi, eğitim


Sinem Seleme Övünç, Musa Batuhan Yolcu, Şenol Emre, Emil Mammadov, Sinan Celayir. Constructing Low-Cost Simulation Models in Pediatric Surgery and Pediatric Urology Using 3D Printing and Hydrogel: Preliminary Study. . 2019; 33(1): 24-30

Corresponding Author: Sinem Seleme Övünç, Türkiye


TOOLS
Full Text PDF
Print
Download citation
RIS
EndNote
BibTex
Medlars
Procite
Reference Manager
Share with email
Share
Send email to author

Similar articles
PubMed
Google Scholar


 
 
Copyright © 2019 Türkiye Çocuk Cerrahisi Derneği. Tüm Hakları Saklıdır. LookUs & OnlineMakale