UNLV Onderzoekers Gebruiken 3D-Printen en Zachte Robotica voor Realistische Diergeneeskundige Training

Onderzoekers aan de Universiteit van Nevada, Las Vegas (UNLV) transformeren de veterinaire opleidingsmethoden voor zeezoogdieren door middel van geavanceerde 3D-printtechnologie. De kern van dit initiatief is de ontwikkeling van synthetische modellen van het bekkengebied van de Californische zeeleeuw, specifiek ontworpen voor chirurgische oefeningen. Dit onderzoek, voortkomend uit het Active Materials and Smart Living Lab van de UNLV onder leiding van professor Kwang Kim, is gedocumenteerd door hoofdauteur Daniel Fisher in de publicatie Scientific Reports, onderdeel van de Nature Portfolio.

De synthetische fantoommodellen bootsen de biologische realiteit nauwkeurig na. Ze repliceren de morfologie van het bekken en de zachte weefsels, en emuleren cruciale tactiele eigenschappen zoals dichtheid en flexibiliteit. Bovendien wordt een simulatie van bloedstroomkarakteristieken geïntegreerd. Deze precisie wordt bereikt door volumetrische beeldgegevens, specifiek DICOM-data van CT- en MRI-scans, te verwerken via 3D-conversiesoftware. Deze methode stelt dierenartsen in staat om vitale procedures, zoals bloedafname, te oefenen onder omstandigheden die nagenoeg identiek zijn aan die van levende dieren, wat de competentie van stagiairs verhoogt.

Een essentieel aspect van het project is de integratie van principes uit de zachte robotica om de veerkracht en contractiliteit van natuurlijke spieren na te bootsen. De slimme materialen in de modellen reageren dynamisch op externe prikkels, wat realistische feedback biedt bij het inbrengen van naalden of de manipulatie van het model. Dit vormt een ethische vooruitgang door een herhaalbaar alternatief te bieden voor het gebruik van dierlijke karkassen in medische simulaties, een praktijk die onder druk staat vanwege dierenwelzijnszorgen.

Naast de trainingsvoordelen bieden deze op maat gemaakte fantoommodellen voordelen voor gepersonaliseerde chirurgische planning. Door modellen te creëren die zijn afgestemd op de unieke anatomische variaties van een individueel dier, kunnen chirurgen hun aanpak verfijnen. Dit kan de procedurele efficiëntie verhogen en complicaties verminderen, wat cruciaal is bij de zorg voor kwetsbare populaties, zoals zeezoogdieren die getroffen zijn door bijvoorbeeld toxische algenbloei langs de kust van Zuid-Californië.

De UNLV-onderzoekers demonstreren een fusie van robotica, 3D-printen en biomedische beeldvorming. Daniel Fisher merkte op dat dit onderzoek de basis legt voor nieuwe implantaten of procedures die het leven van dieren en mensen kunnen verbeteren. De nauwkeurigheid die met deze technologie wordt bereikt, is significant; in vergelijking met traditionele modellen zijn de resultaten superieur gebleken bij het leren van complexe anatomie. Dit project zet een nieuwe standaard voor diergeneeskundige training door realistische feedback te prioriteren en de noodzaak voor dierlijke proefmaterialen te minimaliseren.