Develop anatomical devices using 3D technology to improve learning in medicine studies

Abstract

Background: Integrating theoretical knowledge with practical application is vital in medical education. Though 3D-printed models are not utilised in medical classrooms, advancements in 3D printing technology offer customization, cost reduction, and the elimination of animal sacrifices. Incorporating 3D printing in medical education could enhance precision, safety, skill development, and cost-effectiveness, particularly in anatomy and suturing training. Objectives: Design a 3D prototype using printing technology. Evaluate two prototypes: inguinal hernia and suturable skin. Determine if the skin prototype enhances suturing techniques and improves training, leading to better learning and technique acquisition for future doctors. Materials and methods: The inguinal hernia prototype underwent CT imaging, 3D reconstruction, printing, and validation. Specialists evaluated similarity, texture, and cutting resistance using a Likert scale. The suturable skin model followed a similar process and was validated with the System Usability Scale (SUS). Applicability and usability were assessed through a clinical trial with thirdyear medical students using questionnaires and the SUS scale. Results: The skin and aponeurosis prototypes were satisfactory, while the hernia prototype showed partial results. Muscular tissue and fat prototypes had unfavourable outcomes. Students found the prototypes useful, but the surgeon did not. Technological specialists evaluated the prototypes positively. Discussion: 3D-printed models are valuable for diagnosis and surgical planning, but more research is needed on integrating 3D printing in to medical education. Students prefer 3D models over cadavers. Further exploration is required to fully harness the potential of 3D printing in medical training.

Antecedents: Integrar el coneixement teòric amb l'aplicació pràctica és vital en l'educació mèdica. Tot i que els models impresos en 3D no s’utilitzin a les aules de medicina, els avanços en la tecnologia d'impressió 3D ofereixen personalització, reducció de costos i la eliminació dels sacrificis animals. La incorporació de la impressió 3D en l'educació mèdica podria millorar la precisió, la seguretat, el desenvolupament de habilitats i l'eficiència econòmica, especialment en l'educació anatòmica i el entrenament en sutures. Objectius: Dissenyar un prototip tridimensional utilitzant la tecnologia d'impressió. Avaluar dos prototips: hernia inguinal i pell suturable. Determinar si el prototip de pell millora les tècniques de sutura i l'entrenament, conduint a un millor aprenentatge i adquisició de tècniques pels futurs metges. Materials i mètodes: El prototip de la hernia inguinal es va sotmetre a imatges de TC, reconstrucció 3D, impressió i validació. Els especialistes van avaluar la similitud, la textura i la resistència al tall utilitzant una escala Likert. El model de pell suturable va seguir un procés similar i es va validar amb l'Escala d'Usabilitat del Sistema (SUS). L'aplicabilitat i la usabilitat es van avaluar mitjançant un assaig clínic amb estudiants de medicina de tercer any, utilitzant qüestionaris i l'escala SUS. Resultats: Els prototips de pell i aponeurosi van ser satisfactoris, mentre que el prototip de la hernia va mostrar resultats parcials. Els prototips de teixit muscular i greix van obtenir resultats desfavorables. Els estudiants van trobar els prototips útils, però el cirurgià no ho va fer. Els especialistes tecnològics van avaluar positivament els prototips. Discussió: Els models impresos en 3D són valuosos per al diagnòstic i la planificació quirúrgica, però cal més investigació sobre la integració de la impressió 3D en l'educació mèdica. Els estudiants prefereixen els models en 3D en comptes de cadàvers. Cal explorar més a fons el potencial de la impressió 3D a la formació mèdica.

Antecedentes: Integrar el conocimiento teórico con la aplicación práctica es vital en la educación médica. Aunque los modelos impresos en 3D no se utilizan en las aulas de medicina, los avances en la tecnología de impresión 3D ofrecen personalización, reducción de costos y la eliminación de los sacrificios animales. La incorporación de la impresión 3D en la educación médica podría mejorar la precisión, la seguridad, el desarrollo de habilidades y la eficiencia económica, especialmente en la educación anatómica y el entrenamiento en suturas. Objetivos: Diseñar un prototipo tridimensional utilizando tecnología de impresión 3D. Evaluar dos prototipos: hernia inguinal y piel suturable. Determinar si el prototipo de piel mejora las técnicas de sutura y potencia el entrenamiento, lo que conduce a un mejor aprendizaje y adquisición de técnicas para futuros médicos. Materiales y métodos: El desarrollo del prototipo de hernia inguinal incluyó cuatro fases: imágenes de TC, reconstrucción 3D, impresión 3D y validación del prototipo. Los especialistas evaluaron el modelo impreso utilizando una escala Likert, evaluando su similitud, textura y resistencia al corte. El modelo de piel suturable siguió un proceso similar y se validó utilizando la Escala de Usabilidad del Sistema (SUS). La aplicabilidad y usabilidad de ambos prototipos se evaluaron a través de un ensayo clínico con estudiantes de medicina de tercer año. Se utilizaron cuestionarios y la escala SUS con fines de evaluación. Resultados: Los prototipos de piel y aponeurosis arrojaron resultados satisfactorios, mientras que el prototipo de hernia inguinal mostró resultados parciales. Los prototipos de tejido muscular y grasa obtuvieron resultados desfavorables. Los estudiantes encontraron los prototipos útiles, mientras que el cirujano no. Sin embargo, los especialistas tecnológicos evaluaron positivamente los prototipos. Discusión: Los modelos impresos en 3D han demostrado su valor en medicina para fines de diagnóstico y planificación quirúrgica. Sin embargo, existe una falta de estudios que se centren en la integración de la tecnología de impresión 3D en la educación médica. Los estudiantes muestran una preferencia por utilizar modelos en 3D en lugar de cadáveres. Se requiere más investigación para desarrollar modelos y aprovechar plenamente el potencial de la impresión 3D en la formación médica.