MMI utilizza una scheda di addestramento modulare per chirurghi ispirata all'AM per le microchirurgie robotiche

Medical Microinstruments, Inc. (MMI) è specializzata nella costruzione di un sistema robotico per microchirurgia. Questa disciplina chirurgica "combina l'ingrandimento con diploscopi avanzati, strumenti di precisione specializzati e varie tecniche operative"¹ Il sistema chirurgico Symani dell'azienda, che comprende gli strumenti 'NanoWrist' con il polso robotico più piccolo al mondo , supporta i chirurghi nel collegare accuratamente piccole vene, arterie o nervi all'interno del corpo nel modo più accurato possibile.

Tuttavia, per utilizzare efficacemente questi microstrumenti, i chirurghi devono familiarizzare con il sistema e praticare in un ambiente sicuro e controllato. In passato, la precedente scheda di esercitazione di MMI per l'addestramento chirurgico consisteva in grandi quadrati attaccati che erano statici e difficili da maneggiare. I vari esercizi erano distribuiti a diverse altezze, rendendo difficile il passaggio da un'attività all'altra, dato che sia i bracci robotici che il microscopio dovevano essere spostati ogni volta.

"Il microscopio ha un campo visivo ridotto e l'istruttore doveva fare continue regolazioni che interrompevano la messa a fuoco del chirurgo. Questo richiedeva tempo per l'allestimento, interrompendo l'esperienza immersiva per il chirurgo. Inoltre, per spostare le piattaforme manualmente era necessario alzare o abbassare i bracci robotici rispetto alle piattaforme stesse", afferma Elias Rosseau, ingegnere progettista di Materialise Manufacturing. "Si vuole che il chirurgo rimanga concentrato, che si concentri sull'esercizio in corso e che non si lasci distrarre da questi dettagli". Come ha fatto MMI a superare questa particolare sfida? MMI ha collaborato con il nostro team di progettazione e ingegneria di Materialise Manufacturing per sviluppare una soluzione che utilizzasse la stampa 3D (3DP), principalmente una riprogettazione completa della scheda .

"La scheda iniziale era frammentata e doveva essere assemblata a mano: Il team di MMI voleva renderla più ergonomica, facile da usare e professionale", dice Elias. Dopo tre mesi e alcune iterazioni, tra cui diversi cicli di feedback tra MMI e l'ufficio tecnico del team di produzione, i due team hanno creato insieme la nuova scheda modulare. "È stato un processo co-creativo che ha comportato la prova e la sostituzione di diversi moduli finché non abbiamo trovato i pezzi che funzionavano", afferma Dries Vandecruys, Engineering Services Manager di Materialise Manufacturing.

La nuova scheda di formazione comprende sei moduli a a forma di nido d'ape o esagono realizzati in materiale PA 12 con la tecnologia di sinterizzazione laser selettiva (SLS). Questi sei pezzi si combinano per creare un dispositivo a forma di ingranaggio dal design più circolare e compatto. Sebbene i moduli siano stampati in 3D, la scheda utilizza alcune parti prodotte tradizionalmente. La base è stata prodotta mediante fusione sottovuoto e montata su una piastra in acciaio inox tagliata al laser per aggiungere peso e stabilità al progetto, mentre l'assemblaggio è stato eseguito da una produzione certificata. Il team ha deciso di utilizzare la tecnologia SLS, che era l'opzione più interessante dal punto di vista economico e consentiva di ottenere piccole quantità e tempi di consegna rapidi.

Grazie al 3DP, MMI ha creato una soluzione moderna e integrata che poteva essere prodotta rapidamente e in piccole serie/quantità. SLS ha permesso al team di creare forme uniche e complesse che si incastrano l'una con l'altra, trasformando la scheda di addestramento da un pezzo fisso a uno dinamico. La scheda ruota di 60 gradi, consentendo al chirurgo di provare rapidamente un nuovo modulo. Inoltre, ogni parte rappresenta un esercizio di formazione per aiutare i chirurghi a familiarizzare con il sistema chirurgico Symani e a praticare le tecniche essenziali per migliorare gli esiti positivi per i pazienti durante l'esecuzione di interventi di microchirurgia.

"I chirurghi possono ora esercitarsi rapidamente su abilità come il pick-and-place, la sutura planare e l'anastomosi su vasi sintetici. Questi esercizi aiutano i chirurghi a prepararsi alla transizione delle loro abilità manuali a una tecnica robotica durante i microinterventi, nonché a familiarizzare con la percezione della profondità durante l'uso di un esoscopio 3D", afferma Elias. "E poiché il progetto è modulare, è anche a prova di futuro, perché i diversi esercizi di formazione possono essere sostituiti e aggiornati quando necessario, con i moduli che si rivolgono a diversi livelli di competenza, dai principianti agli utenti più esperti".

Dries sottolinea il valore aggiunto dell'AM, in quanto si tratta di una soluzione che integra la produzione esistente, ove opportuno: "Anche se utilizziamo moduli stampati in 3D, si tratta di una soluzione di produzione ibrida sotto molti aspetti, grazie alla fusione sotto vuoto e ai componenti in acciaio inossidabile. Questo dimostra che l'AM offre vantaggi tangibili, migliorando prodotti e soluzioni con geometrie impossibili da realizzare con altri metodi. L'AM è perfetta per settori come quello delle tecnologie mediche, grazie alle sue capacità di produzione in piccole serie, alla velocità e alla versatilità.

"Il design snello della scheda è funzionale e consente a chirurghi e istruttori di risparmiare molto tempo durante l'allestimento e la pratica. Inoltre, aiuta i chirurghi ad addestrarsi all'uso del robot: un interessante strumento educativo con diverse possibilità. Tuttavia, in generale, la scheda di esercitazione aiuta MMI a convalidare il Sistema Symani e agisce come una sorta di dispositivo di test di accettazione, aiutando i chirurghi a migliorare contemporaneamente le loro competenze".

Symani, o "mano simbiotica", è il modo in cui MMI facilita la perfetta interazione tra uomo e macchina per offrire una chirurgia di alta precisione. L'AM ha trasformato questa visione in realtà, poiché numerosi componenti stampati in 3D sono inclusi negli accessori sterili necessari per ogni procedura. Ora, MMI sta accelerando questa tecnologia, assicurando che il processo di inserimento sia il più agevole possibile per i chirurghi con una formazione in chirurgia robotica che si avvale di dispositivi stampati in 3D. MMI conosce i vantaggi che l'AM può offrire, sia grandi che piccoli: considerate come potrebbe rivoluzionare la vostra attività e mettervi in contatto con nuovi clienti e opportunità oggi stesso.