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Hintergrund: Die medizinische Simulation erfordert oft spezielle Modelle, die in Funktion und Aussehen realitätsnah sind. Bei verschiedenen Trainingsmodellen treten jedoch durch Verschleiß Probleme mit der Langlebigkeit auf, wie beispielsweise bei Modellen für die Harnblasenkatheterisierung. Eingeschränkte und kostspielige Ersatzteilverfügbarkeit führen zu begrenzter Nutzbarkeit, weniger praktischen Übungsmöglichkeiten und einer eingeschränkten Ausbildungsqualität.

In einem Pilotprojekt haben wir im Medizinischen Interprofessionellen Trainingszentrum (MITZ) untersucht, wie der 3D-Druck eine innovative Möglichkeit darstellen könnte, kostengünstige Ersatzteile anzufertigen, um die Lebensdauer solcher Trainingsmodelle zu verlängern und ihre Funktionalität zu sichern.

Methoden: Auf Basis des bestehenden Trainingsmodells einer funktionellen Harnblase, das aufgrund von Undichtigkeiten infolge von Materialalterung und möglichen Sturzschäden nicht mehr ausreichend funktional für den normalen Trainingsablauf war, wurde zunächst ein digitales Abbild des Harnblasenmodells in einer 3D-Modellierungssoftware (Computer-Aided Design – CAD) erstellt.

Durch die möglichst exakte Replikation des bestehenden Trainingsmodells war eine passgenaue Einbindung ohne weitere Modifikation des Ursprungssystems möglich. Zusätzlich wurden individuelle Anforderungen aus dem Trainingsalltag durch Modifikationen des Modells berücksichtigt, um den künftigen Trainingsablauf zu erleichtern. So wurde beispielsweise ein Standfuß hinzugefügt, um das Befüllen des Blasenmodells außerhalb des Modellkorpus zu vereinfachen.

Der anschließende Druck erfolgte mit herkömmlichem transparentem Polylactid (PLA)-Filament auf einem FDM-3D-Drucker (Fused Deposition Modeling – Schmelzschichtverfahren). Aufgrund von Mess- und Fertigungstoleranzen waren nicht alle Maße direkt passend, weshalb ein iteratives Herantasten an die korrekten Modellmaße und Druckparameter erforderlich war.

Ergebnisse: Die ersten Prototypen erwiesen sich im Test als funktional und waren teilweise auch ohne Nachbehandlung wasserdicht. Die Rückmeldungen der Lehrbeauftragten zeigen, dass die Modifikation im Design eine wertvolle Verbesserung darstellt. Besonders hervorgehoben wurden die einfache Handhabung, die zuverlässige Funktionalität und die direkte Einsetzbarkeit bei gleicher Handhabung.

Die Implementierung in den Lehralltag wird zeitnah erfolgen, wobei die Haltbarkeit des Modells im Vergleich zum Original sowie mögliche Schwächen des Designs evaluiert werden sollen.

Im Rahmen des Pilotprojektes wird ein Guide erstellt, der das Vorgehen detailliert und allgemeingültig dokumentiert. In Kombination mit bereits vorhandenen einsteigerfreundlichen Tutorials zur 3D-Modellierung und zum 3D-Druck soll auch Neulingen auf diesem Gebiet das Fertigen von Ersatzteilen für den eigenen Anwendungsfall ermöglicht werden.

Interpretation: Der Einsatz des 3D-Drucks zur Herstellung von Ersatzteilen für medizinische Simulationen könnte eine vielversprechende Lösung darstellen, um die Lebensdauer und Funktionalität solcher Systeme zu erhöhen. Durch die schnelle und kosteneffiziente Produktion können Verschleißteile unkompliziert ersetzt werden, was eine nachhaltige Nutzung der Trainingsmodelle gewährleistet.

Diese Technik könnte zukünftig auf weitere Bereiche der medizinischen Simulation ausgeweitet werden. Durch das plattformbasierte Teilen der erstellten Modelle untereinander ließe sich der Arbeitsaufwand insgesamt stark reduzieren.