KR20180030178A

KR20180030178A - 시뮬레이션된 절개가능 조직

Info

Publication number: KR20180030178A
Application number: KR1020187004616A
Authority: KR
Inventors: 그레고리 케이. 호프슈테터; 케이티 블랙
Original assignee: 어플라이드 메디컬 리소시스 코포레이션
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2018-03-21
Anticipated expiration: 2036-07-12
Also published as: EP3323122B1; US10755602B2; WO2017011436A1; EP4618061A1; EP3748610A1; US20200388195A1; JP2025003450A; JP2018524635A; JP7324881B2; JP2023155239A; AU2022202830A1; KR20240128138A; EP3748610B1; US20240428708A1; US20230196945A1; JP7566991B2; US12087179B2; JP7009355B2; US20170018206A1; JP2022051751A

Abstract

수술 트레이닝을 위한 시뮬레이션된 조직 구조체가 제공된다. 시뮬레이션된 조직 구조체는, 실리콘으로 만들어진 제 1 층, 및 제 1 층과 제 2 층 사이에 기계적 링키지(linkage)를 생성하기 위하여 부분적으로는 제 1 층 내에 내장되며 부분적으로는 제 2 층 내에 내장된 폴리에스테르 섬유로 만들어진 제 3 층에 의해 상호연결된 실리콘으로 만들어진 제 2 층을 포함한다. 제 1 층에 인접한 제 3 층의 부분 및 제 2 층에 인접한 제 3 층의 부분은 실리콘으로 코팅된 섬유 가닥(strand)들을 포함한다. 해부학적 구조체를 모방하는 함유물은 제 1 층과 제 2 층 사이에 위치된다. 폴리에스테르 섬유들의 제 3 층은 함유물의 수술적 절제의 실습을 위한 사실적인 절개 평면을 제공한다.

Description

시뮬레이션된 절개가능 조직

관련 출원에 대한 상호 참조

본 특허 출원은, 본원에 그 전체가 참조로서 포함된 "Simulated dissectable tissue"라는 명칭으로 2015년 07월 16일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제62/193,143호 및 본원에 그 전체가 참조로서 포함된 "Simulated dissectable tissue"라는 명칭으로 2015년 11월 20일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제62/257,847호에 대한 이익 및 우선권을 주장한다.

기술분야

본 출원은 전반적으로 수술용 트레이닝 툴들에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 비제한적으로 복강경, 내시경 및 최소 침습 수술에 관한 다양한 수술 기술들 및 절차들을 교습하고 실습하기 위한 시뮬레이션된 조직 구조체들 및 모델들에 관한 것이다.

의대생들뿐만 아니라 새로운 수술 기술들을 학습하는 숙련된 의사들은, 이들이 인간 환자들에 대하여 수술을 수행하기 위한 자격을 받기 이전에 반드시 집중적인 트레이닝을 겪어야만 한다. 트레이닝은, 다양한 조직 유형들을 커팅하고, 천공하며, 클램핑(clamp)하고, 그래스핑(grasp)하며, 스테이플링(staple)하고, 소작하며, 봉합하기 위한 다양한 의료 디바이스들을 이용하는 적절한 기술을 교습해야만 한다. 연수생이 마주할 수 있는 가능성의 범위가 매우 크다. 예를 들어, 상이한 장기들 및 환자 해부학적 구조들 및 질병들이 제시된다. 다양한 조직 층들의 두께 및 경도가 또한 신체의 부분마다 그리고 환자마다 변화할 것이다. 상이한 절차들은 상이한 스킬들을 요구한다. 추가로, 연수생은 환자의 크기 및 상태, 인접한 해부학적 랜드스케이프(landscape) 및 목표 조직들의 유형들 및 이들이 용이하게 액세스가 가능하거나 또는 상대적으로 액세스가 어려운지 여부와 같은 인자들에 의해 영향을 받는 다양한 해부학적 환경들에서 기술들을 실습해야만 한다.

다수의 교습 보조기구들, 트레이너들, 시뮬레이터들 및 모델 장기들이 수술용 트레이닝의 하나 이상의 측면들에 대하여 이용이 가능하다. 그러나, 내시경 및 복강경, 최소 침습, 내강 경유 수술 절차들을 실습하기 위하여 사용될 수 있는 그리고 이러한 절차들에서 마주할 가능성이 있는 모델들 또는 시뮬레이션된 조직 엘리먼트들에 대한 필요성이 존재한다. 복강경 수술에 있어, 체강에 액세스하기 위하여 그리고 복강경과 같은 카메라의 삽입을 위한 채널을 형성하기 위하여 투관침 또는 캐뉼라(cannula)가 삽입된다. 카메라는 그 뒤 하나 이상의 모니터들 상에서 외과의에게 디스플레이되는 이미지들을 캡처하는 라이브 비디오 피드(live video feed)를 제공한다. 비디오 모니터 상에서 관찰되는 절차들을 수행하기 위해 이를 통해 수술 기구들이 전달될 수 있는 경로를 형성하기 위해, 다른 투관침/캐뉼라가 이를 통해 삽입되는 적어도 하나의 추가적인 소형 절개부가 만들어진다. 복부와 같은 목표된 조직 위치는 전형적으로, 체강을 불어넣기 위해 그리고 외과의에 의해 사용되는 기구들 및 스코프를 수용하기에 충분히 큰 작업 공간을 생성하기 위하여 이산화탄소 가스를 전달함으로써 확장된다. 조직 공동 내의 주입 압력(insufflation pressure)은 전용 투관침들을 사용하여 유지된다. 복강경 수술들은 개복 절차에 비하여 다수의 이점들을 제공한다. 이러한 이점들은 더 작은 절개부들에 기인하는 감소된 고통, 감소된 혈액 및 더 짧은 회복 시간을 포함한다.

복강경 또는 내시경 최소 침습 수술은 개복 수술에 비하여 증가된 레벨의 스킬들을 필요로 하며, 이는 목표 조직이 임상의에 의해 직접적으로 관찰되지 않기 때문이다. 목표 조직은 소형 개구부를 통해 액세스되는 수술 지점의 일 부분을 디스플레이하는 모니터들 상에서 관찰된다. 따라서, 임상의들은 조직 평면들을 시각적으로 결정하는 것, 2-차원 뷰잉(viewing) 스크린 상에서의 3-차원 깊이 인식, 손에서 손으로의 기구들의 전달, 봉합, 정밀 커팅 및 조직 및 기구 조작을 실습해야 할 필요가 있다. 전형적으로, 특정한 해부학적 구조 또는 절차를 실습하는 모델들은 시뮬레이션된 골반 트레이너 내에 위치되며, 여기에서 해부학적 모델은 실습자에 의해 직접적인 시각화로부터 가려진다. 직접적인 시각화로부터 감춰진 해부학적 모델에 대하여 기술들을 실습하기 위해 트레이너 내의 포터들이 기구들을 통과시키기 위하여 이용된다. 시뮬레이션된 골반 트레이너들은, 외과의들 및 레지던트들에게 기본 스킬들 및 복강경 수술에서 사용되는 전형적인 기술들, 예컨대, 그래스핑, 조작, 커팅, 매듭 묶기, 봉합, 스테이플링, 소작뿐만 아니라 이러한 기본 스킬들을 사용하는 특정 수술 절차들을 수행하기 위한 방법을 트레이닝시키기 위한 기능적이고 비싸지 않으며 실용적인 수단을 제공한다.

외과의들이 수술 기술들을 트레이닝할 수 있는 시뮬레이션된 골반 트레이너들과 함께 사용하기 위한 장기 모델들이 요구된다. 이러한 장기 모델들은, 외과의가 기술들을 적절하게 학습하고 그들의 스킬들을 개선할 수 있도록 사실적이어야 할 필요가 있다. 현재, 대부분의 시뮬레이션된 조직 구조체들은 실리콘으로 만들어진다. 한편으로, 실리콘은 매우 탄력적이며, 커팅될 때 실리콘이 빠르게 다시 튀어 오른다. 다른 한편으로, 실제 조직은 조작될 때 완전히 다시 튀어 오르지 않는다. 추가로, 실리콘은 컷(cut) 또는 홀(hole)의 존재 시에 상당히 용이하게 찢어질 것이지만, 이는 결함(defect)들이 존재하지 않는 경우 찢어짐에 저항한다. 반면, 실제 조직은 용이하게 절개된다. 또한, 조직 표면들을 부착시키는 것은 추가적인 어려움들, 예컨대 사실적인 계면을 희망할 때 과도한 끈끈함을 내포한다. 따라서, 실제적으로 나타날 뿐만 아니라 수술적으로 절개되고 조작될 때 실제 조직의 느낌을 가지고 기능하는 실리콘으로 된 시뮬레이션된 조직 구조체들은 만드는 것에 대한 도전들이 존재한다. 본 발명은 이러한 시뮬레이션된 조직 구조체를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수술 트레이닝을 위한 시뮬레이션된 조직 구조체가 제공된다. 시뮬레이션된 조직 구조체는 그 사이에 소정의 두께를 획정(define)하는 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 평평한 시트의 구성을 갖는 실리콘 폴리머의 제 1 층을 포함한다. 시뮬레이션된 조직 구조체는 그 사이에 소정의 두께를 획정하는 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 평평한 시트의 구성을 갖는 실리콘 폴리머의 제 2 층을 포함한다. 제 2 층은, 제 1 층의 상부 표면이 제 2 층의 하부 표면을 향하도록 제 1 층으로부터 이격된다. 시뮬레이션된 조직 구조체는 제 1 층과 제 2 층 사이에 위치된 복수의 뒤얽힌 섬유들로 만들어진 제 3 층을 포함한다. 제 3 층의 복수의 뒤얽힌 섬유 필라멘트들 중 적어도 일 부분은 제 1 층 및 제 2 층 중 적어도 하나 내에 내장된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 수술 트레이닝을 위한 시뮬레이션된 조직 구조체가 제공된다. 시뮬레이션된 조직 구조체는 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 실리콘 폴리머의 제 1 층을 포함한다. 시뮬레이션된 조직 구조체는 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 실리콘 폴리머의 제 2 층을 포함한다. 제 2 층은, 제 1 층의 상부 표면이 제 2 층의 하부 표면을 향하도록 제 1 층으로부터 이격된다. 시뮬레이션된 조직 구조체는 제 1 층과 제 2 층 사이에 위치된 복수의 뒤얽힌 섬유들로 만들어진 제 3 층을 더 포함한다. 제 3 층은 상부 표면 및 하부 표면을 갖는다. 제 3 층의 하부 표면의 적어도 일 부분은 제 1 층의 상부 표면 내에 내장된다. 시뮬레이션된 조직 구조체는 제 1 층과 제 2 층 사이에 위치된 복수의 뒤얽힌 섬유 필라멘트들로 만들어진 제 4 층을 포함한다. 제 4 층은 제 2 층의 하부 표면에서 제 2 층 내에 내장된다. 시뮬레이션된 조직 구조체는 제 3 층과 제 4 층 사이에 제 1 함유물(inclusion)을 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 수술 트레이닝을 위한 시뮬레이션된 조직 구조체가 제공된다. 시뮬레이션된 조직 구조체는 제 1 루멘(lumen)을 획정하는 제 1 튜브를 포함한다. 제 1 튜브는 내부 층, 외부 층 및 중간 층을 갖는다. 외부 층은 중간 층에 의해 내부 층에 연결된다. 중간 층은 부분적으로는 제 1 층 내에 내장되며 부분적으로는 외부 층 내에 내장된 복수의 뒤얽힌 섬유들로 만들어진다. 시뮬레이션된 조직 구조체는 제 2 루멘을 획정하는 제 2 튜브를 더 포함한다. 제 2 튜브는 외부 층 및 내부 층을 갖는다. 제 1 튜브는 제 2 루멘 내부에 위치된다. 시뮬레이션된 조직 구조체는 제 2 튜브의 내부 층과 제 1 튜브의 외부 층 사이에 위치된 함유물을 더 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 수술 트레이닝을 위한 시뮬레이션된 조직 구조체가 제공된다. 시뮬레이션된 조직 구조체는, 제 1 층과 제 2 층 사이에 기계적 링키지(linkage)를 생성하기 위하여 부분적으로는 제 1 층 내에 내장되며 부분적으로는 제 2 층 내에 내장된 폴리에스테르 섬유로 만들어진 제 3 층에 의해 상호연결된 실리콘으로 만들어진 제 1 층 및 실리콘으로 만들어진 제 2 층을 포함한다. 제 1 층에 인접한 제 3 층의 부분 및 제 2 층에 인접한 제 3 층의 부분은 실리콘으로 코팅된 섬유 가닥(strand)들을 포함한다. 해부학적 구조체를 모방하는 함유물은 제 1 층과 제 2 층 사이에 위치된다. 폴리에스테르 섬유들의 제 3 층은 함유물의 수술적 절제의 실습을 위한 사실적인 절개 평면을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체의 측면 입체 단면도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 캐스팅(casting) 접시의 상단 사시도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 캐스팅 접시 및 실리콘의 제 1 층의 상단 사시도이다.
도 2c는 본 발명에 따른 캐스팅 접시, 실리콘의 제 1 층, 및 섬유 층의 상단 사시도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체를 가지고 만들어진 장기 모델의 상단 사시도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체를 가지고 만들어진 장기 모델의 상단 사시도이다.
도 3c는 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체를 가지고 만들어진 장기 모델의 상단 사시 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체를 가지고 만들어진 장기 모델의 상단 사시 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수술 트레이닝 디바이스의 상단 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 시뮬레이션된 직장 모델의 분해도이다.
도 7은 본 발명에 따른 시뮬레이션된 직장 모델의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 시뮬레이션된 직장 모델의 단면의 단면도이다.
도 9a는 본 실시예에 따른 캐스팅 접시, 실리콘의 제 1 층 및 섬유의 제 1 층의 단면도이다.
도 9b는 본 발명에 따른 캐스팅 접시 위에 위치된 도 9a의 실리콘의 제 1 층 및 섬유의 제 1 층, 실리콘의 제 2 층, 섬유의 제 2 층 및 시뮬레이션된 혈관들의 단면도이다.
도 10a는 본 발명에 따른 캐스팅 접시의 상면도이다.
도 10b는 본 발명에 따른 도 10a의 캐스팅 접시의 측면 정면도이다.
도 11a는 본 발명에 따른 캐스팅 접시, 젖은 폼(wet foam) 형태의 층, 및 섬유의 층의 측면 정면도이다.
도 11b는 본 발명에 따른 실리콘의 제 2 층 위에 위치된 도 11a으로부터의 폼의 층 및 섬유의 제 1 층의 측면 정면도이다.
도 11c는 본 발명에 따른, 섬유의 제 1 층, 폼의 층, 및 섬유의 제 2 층 아래에 위치된 도 11b의 실리콘의 제 2 층, 실리콘의 제 3 층 및 인공 혈관들의 측면 정면도이다.

본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체(30)가 도 1에 도시된다. 구조체(30)는 각기 상부 표면(36, 38) 및 하부 표면(40, 42)을 갖는 제 1 층(32) 및 제 2 층(34)을 포함한다. 제 1 층(32) 및 제 2 층(34)은 그 사이에 간극(46)을 획정하는 제 3 층(44)에 의해 상호연결된다. 시뮬레이션된 조직 구조체(30)는 선택적으로 제 1 및 제 2 층(32, 34) 사이에 위치되는 함유물들(48)을 더 포함할 수 있다. 함유물들(48)은 시뮬레이션된 혈관들, 정맥들, 종양들, 도관들, 혈관 구조체, 신경들, 지방 축적물들, 병상들 또는 다른 해부학적 구조체들을 포함한다. 함유물들(48)은 전형적으로 실리콘으로 만들어지지만, 또한 다른 폴리머들 또는 다른 적절한 재료로 그리고 사실적인 형상, 컬러 및 구성으로 만들어질 수 있다.

제 3 층(44)은, 섬유(들)(50)의 길이를 따른 하나 이상의 위치에서 제 1 층(32) 및/또는 제 2 층(34)에 연결된 복수의 하나 이상의 비-정렬되고 랜덤하게 배열된 비직조(nonwoven) 섬유(50)를 포함한다. 섬유(50)는, 이하에서 더 상세하게 설명될 제조 프로세스 동안 제 1 층(32) 및 제 2 층(34) 중 하나 이상 내로 내장됨으로써 제 1 층(32) 및 제 2 층(34) 중 하나 이상에 연결된다. 각각의 섬유는 가닥, 필라멘트, 원사(yarn), 극세사(micro-fiber) 및 유사한 것의 형태일 수 있으며, 길이와 제 1 자유 단부 및 제 2 자유 단부를 갖는다. 섬유를 연결하기 위하여 접착제가 사용되지 않는다. 제 3 층(44)의 섬유는 랜덤하게 배열된 방식으로 간극(46) 내에 존재한다. 섬유((50)의 하나의 가닥이 하나의 위치에서 제 1 층(32)에 연결되고 그런 다음 섬유의 길이를 따라 다른 위치에서 다시 제 1 층(32)에 또는 제 2 층(34)에 연결될 수 있으며, 그것의 자유 단부들은 제 1 또는 제 2 층 내에 내장되거나 또는 내장되지 않을 수 있다. 섬유(50)의 일부 가닥들은 제 1 층(32) 또는 제 2 층(34)에 연결되지 않을 수 있으며, 제 1 층(32)과 제 2 층(34) 사이에 자유롭게 배치된다. 섬유(50)의 일부 가닥들은, 가닥들이 다른 가닥들에 대하여 움직일 수 있도록 느슨한 방식으로 다른 가닥들과 뒤얽히고 엮인다. 섬유는 섬유의 길이 방향을 따라 하나 이상의 위치에서 대향되는 또는 제 2 층(34)에 연결되도록 간극(46)에 걸쳐 이어질 수 있다. 제 3 층(44)을 구성하기 위하여 복수의 섬유 가닥들 대신에 단일 섬유 가닥을 사용하는 것이 가능하다. 단일 섬유 가닥은, 동일한 간극을 채우기 위한 더 짧은 가닥들의 사용에 비하여 층들(32, 34) 사이의 간극(46)을 채우고 생성하기 위하여 길이가 더 길 것이다. 섬유들은 임의의 적절한 재료 예컨대 폴리에스테르, 폴리아미드, 아크릴, 아세테이트, 폴리올레핀, 면, 파이버필(fiberfill), 배팅(batting), 폴리에틸렌, 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 나일론, 폴리필(polyfill), 파이버필, 폴리머, 플라스틱, 스판덱스 또는 다른 적절한 섬유, 천연 섬유, 비-흡수성 섬유, 합성 섬유, 또는 섬유-형 재료로부터 선택된다. 재료는 직조되거나, 직조되지 않거나 또는 부분적으로 직조될 수 있다. 파이버필은 전형적으로 가닛 기계(garnet machine)가 섬유들을 가지고 와서 이들을 속솜(batt) 형태로 다듬는(comb) 가닛 방식으로 만들어진다. 그런 다음 가닛 기계는 더 짧고 함께 모아지는 가닥들을 만들기 위하여 섬유들을 접고 쪼갤 수 있다. 섬유 매트(mat)가 함께 뒤얽히고 뭉친다.

제 1 층(32) 및 제 2 층(34) 중 하나 이상이 그것의 상부 표면(36, 38)과 그것의 하부 표면(40, 42) 사이에 실질적으로 균일한 두께를 가지며 이는 실질적으로 평평한 구성을 획정한다. 일 변형예에 있어서, 제 1 층(32) 및 제 2 층(34)은 그것의 상부 표면(36, 38)과 그것의 하부 표면(40, 42) 사이에 실질적으로 균일한 두께를 갖는다. 제 2 층(34)의 하부 표면(42)은 제 1 층(32)의 상부 표면(36)을 향한다. 섬유들(50)이 제 1 층(32) 및 제 2 층(34) 중 하나에 부착되는 위치에서, 층들(32, 24)은 감소된 두께를 가지며, 이는 두께의 일 부분이 섬유 그 자체의 두께에 의해 취해지기 때문이다. 제 1 및 제 2 층들(32, 34)은 실리콘과 같은 임의의 적절한 탄성중합체 재료로 만들어진다. 실온 가황 실리콘이 일 변형예에서 사용된다. 일 변형예에 있어서, 제 2 층(34)이 회피되며, 시뮬레이션된 조직 구조체(30)는 단지 제 1 층(32) 및 제 1 층(32)에 연결된 섬유의 제 3 층(44)만을 포함한다.

이제 시뮬레이션된 조직 구조체(30)를 제조하는 방법이 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명될 것이다. 텍스처링(texture)된 표면(54)을 갖는 캐스팅 접시(52)가 제공된다. 다른 변형예에 있어서, 캐스팅 접시(52)는 매끈한 표면을 갖는다. 얇은 제 1 층(32)을 형성하기 위하여 도 2b에 도시된 바와 같이 경화되지 않은 실온 가황 실리콘이 캐스팅 접시(52)의 텍스처링된 표면(54)으로 제공되고 균일하게 적용(apply)된다. 실리콘을 얇은 제 1 층(32)으로 균일하게 캘린더링(calendar)하기 위하여 주걱이 사용될 수 있다. 제 1 층(32)의 실리콘이 경화되지 않는 상태인 동안에, 제 3 층(44)이 적용된다. 구체적으로, 제 1 층(32)이 여전히 젖어 있는 동안에 폴리에스테르 섬유들(50)의 층이 제 1 층(32)의 상부 표면(36) 상에 위치된다. 폴리에스테르 섬유들(50)은 희망되는 형상, 두께 및 밀도로 배열된다. 그런 다음, 섬유들(50)은 섬유들을 랜덤한 방식으로 제 1 층(32) 내에 내장하는 것을 돕기 위하여 제 1 층(32) 내로 다져 넣어진다. 섬유들(50)의 일부 부분들은 실리콘 내에 내장되고, 대부분이 공기에 노출되며 후속 실리콘 캐스팅에서 내장되는 것이 가능한 채로 남아 있는다.

임의의 선택적인 함유물들(48)이 제 1 층(32)의 상부 표면(36) 상에 또는 이와 병렬로 위치된다. 함유물들(48)은 폴리에스테르 섬유들(50)이 적용되기 이전에 위치된다. 다른 변형예에 있어서, 함유물들(48)은 폴리에스테르 섬유들(50)이 적용된 이후에 위치된다. 함유물들(48)이 폴리에스테르 섬유들(50) 이전에 위치되는 경우, 함유물들(48)은 실리콘이 경화됨에 따라 제 1 층(32)에 부착될 것이다. 함유물들(48)이 폴리에스테르 섬유들(50) 이후에 위치되는 경우, 제 1 층(32)의 젖은 실리콘과 직접 접촉하는 함유물들(48)의 부분들만이 실리콘이 경화됨에 따라 제 1 층(32)에 부착될 것이다. 따라서, 함유물들은, 외과의가 신중하고 선택적인 절개를 이용하여 함유물(48)의 시뮬레이션된 수술적 절제에서 함유물의 제거를 실습하기 위한 사실적인 시나리오를 제공하기 위하여 제 1 층 및/또는 제 2 층에 선택적으로 부착될 수 있다. 또한, 제 1 층(32)의 젖은 실리콘과 접촉하는 섬유들(50)의 부분들만이 제 1 층(32)에 부착될 것이다. 제 1 층(32)의 실리콘이 완전히 경화되어 섬유들의 부분들을 제 1 층(32) 내에 내장시킨다. 일 변형예에 있어서, 함유물들(48)은 제 1 층(32)이 경화된 이후에 제 1 층(32) 상에 위치됨으로써 그 안에 내장되지 않는다. 유사하게, 섬유 제 3 층(44)이 경화된 제 1 층(32) 상에 위치되며, 그럼으로써 제 1 층에 결합되지 않는다.

제 1 층(32)이 경화된 이후에, 텍스처링된 제 1 층(32)이 캐스팅 접시(52)로부터 제거된다. 전형적으로, 실리콘의 매우 얇은 시트들은 캐스팅 접시를 코팅하는 몰드 릴리즈(mold release)의 층을 이용하더라도 캐스팅 접시(52)로부터 제거하기 어렵다. 그러나, 실리콘의 경화 시에 제 1 층(32)에 부착된 섬유들(50)의 존재는 층의 찢어짐 또는 손상을 야기하지 않으면서 실리콘의 극도로 얇은 층이 캐스팅 접시로부터 제거되는 것을 가능하게 한다. 상호연결되고 내장된 섬유들(50)은 얇은 층을 캐스팅 접시로부터 멀어지도록 부드럽게 당기는 것을 돕는다. 따라서, 섬유 층(44)은 조직 구조체(30)를 찢어짐에 대하여 더 탄력적으로 만들며, 유익하게는 실리콘의 극도로 얇은 층들이 캐스팅되고 캐스팅 접시로부터 찢어지지 않고 안전하게 제거되는 것을 가능하게 한다. 텍스처링된 캐스팅 접시(52)는 유익하게는, 캐스팅 접시가 더 깊은 위치들에 젖은 실리콘이 모임에 따라 감소된 두께의 위치들을 제공한다. 일 변형예에 있어서, 캐스팅 접시(52)의 텍스처는 층 전체에 걸쳐 다수의 작은 홀(hole)들을 생성한다. 홀들은 상대적으로 인지할 수 없으며, 이는 유익하게는 섬유 층이, 광이 진짜 조직을 모방하면서 빛나는 표면으로부터 다수의 방향들로 반사됨에 따라 반짝거리는 조직의 비주얼(visual)을 제공하기 때문이다. 추가로, 홀들은 실리콘의 제 1 층(32) 내의 찢어짐들의 발단 지점들로서 역할하며, 이는, 이상에서도 언급된 바와 같이, 실리콘 내의 결함들이 실리콘의 찢어짐에 대한 크고 흔한 비사실적인 저항을 극복하는 것을 돕기 때문에 절개를 시뮬레이션하기 위하여 유익하다. 그러나, 실리콘의 제 1 층(32)이 더 얇게 만들어짐에 따라, 디몰딩(de-mold)하고 제거하는 것이 더 어려워진다. 캐스팅 접시(52)에 있는 동안 경화되지 않은 실리콘의 상단 상에 위치된 부가된 섬유들(50)이 실리콘과 합성물을 형성하며, 이는 극단적으로 얇은 시트들의 디몰딩을 가능하게 만든다. 추가로, 유익하게는, 제 1 층(32)의 실리콘이 여전히 경화되지 않은 동안 제 1 층(32)과 관련된 그리고 이의 최상단의 섬유들(50)의 존재는, 섬유를 만들 때 사용된 재료의 유형에 의존하여 실리콘을 섬유들(50) 내로 그리고 캐스팅 접시(52)로부터 멀어지도록 당기는 모세관 작용 또는 흡수성을 생성한다. 이러한 모세관 작용은, 수술 기구들을 사용하여 절개하기에 용이하고 사실적인 제 1 및 제 2 층들(32, 34)의 캐스팅에서 극도로 얇은 스팟(spot)들 및 균일한 작은 홀들을 야기한다. 이러한 모세관 작용은 텍스처링되지 않은 매끈한 캐스팅 접시들 상에 동일한 바람직한 최종 결과들을 갖는 시트들의 형성을 가능하게 하며, 여기에서 층들(32, 34)은 실리콘의 감소된 두께의 위치들을 갖는다. 실리콘 층(32, 34) 내의 감소된 두께들의 분리된 스팟들이 스캘펄(scalpel)을 이용하는 실제 절개를 모방하는 찢어짐들에 대한 발단 지점들로서 역할한다. 모세관-유사 작용은 실리콘이 경화되지 않은 상태에 있을 때에 섬유들(50)이 실리콘 상에 위치될 때 일어나며, 섬유 가닥의 적어도 일 부분이 폴리머 또는 실리콘 폴리머로 코팅되는 것을 야기한다. 실리콘은 극세사들과 잘 결합하며, 유익하게는 섬유들이 서로에 대하여 이동될 때 마찰을 감소시켜 매끄럽고 거의 습윤성인 계면을 생성한다. 일 변형예에 있어서, 섬유들 전부는 제 1 및 제 2 층들 중 하나 이상 내에 내장되기 이전에 코팅된다. 제 3 층(44)의 섬유들(50)은 정렬되거나 또는 정돈되는 것이 아니라 랜덤하게 얽힌다. 이러한 얽힌 구성은, 특히 복강경 수술에서와 같이 비절개박리를 수행할 때, 섬유들이 실리콘의 탄성을 약화시키면서 서로에 대하여 슬라이드하거나/움직일 수 있어서, 실리콘의 자연스러운 다시 튀어 오름에 저항하여 조직 구조체(30)의 사실적인 느낌을 크게 향상시킨다. 또한, 섬유들(50)의 얽힌 구성은, 실리콘 또는 다른 접착제를 가지고 부착된 층들을 당기는 대신에 얽힌 섬유들을 당기는 기능을 가지고 제 1 층(32)과 제 2 층(34)을 분리한다. 어떤 의미에서는, 섬유들이 제 1 층(32)과 제 2 층(34) 사이의 접착 층 또는 기계적 링키지로서 역할한다. 접착력은 제 3 층(44)의 얽힌 섬유들 및 층들(32, 34)에 대한 그들의 접착의 정도에 의해 정의된다. 제 1 및 제 2 층들을 떨어지게 당길 때 얽힌 섬유들을 분리하는 것은, 모델이 실리콘으로 만들어지며 인접한 층들이 접착제 등으로 단단히 결합되기 때문에 외과의가 단순히 더 큰 힘들을 사용하는 대신에 조직 기술들을 이용하고 실습하는 것을 허용한다. 따라서, 본 발명은 절개가능 조직 모델들을 만들기에 대단히 효율적이다.

시뮬레이션된 조직 구조체(30)를 제조하는 방법은 실리콘의 제 2 층(34)을 제공하는 단계를 포함한다. 실리콘의 얇은 층을 생성하기 위하여 실리콘의 제 2 층(34)이 매끈한 또는 텍스처링된 캐스팅 접시에 적용된다. 실리콘을 얇은 제 2 층(34)으로 균일하게 캘린더링하기 위하여 주걱이 사용될 수 있다. 제 2 층(34)의 실리콘이 경화되지 않은 상태에 있는 동안, 이전에 만들어진 제 1 층(32) 및 제 3 층(44)의 조합이 제 2 층(34)의 실리콘이 경화되지 않은 상태에 있는 동안에 제 2 층(34)의 하부 표면(42) 상으로 적용된다. 구체적으로, 폴리에스테르 섬유들(50)의 제 3 층(44)이 제 2 층(34)의 하부 표면(42) 상에 위치된다. 그런 다음, 섬유들(50)은 섬유들(50)을 제 2 층(34) 내에 내장하는 것을 돕기 위하여 제 2 층(34) 상에 다져진다. 임의의 선택적인 함유물들(48)은 선택적으로 제 2 층(32)의 하부 표면(42) 상에 제공될 수 있다. 함유물들(48)은 폴리에스테르 섬유들(50)이 적용되기 이전에 위치된다. 실리콘이 경화됨에 따라 섬유 층과 함께 함유물들(48)이 제 2 층(34)에 부착되게 된다. 일 변형예에 있어서, 제 2 층(34)은, 제 1 층(32)에 대한 섬유의 접착만이 희망되는 경우 제 1 층(32) 및 제 3 층(44)이 제 2 층(34) 상에 오버레이(overlay)되기 이전에 경화된다.

일 변형예에 있어서, 희망되는 형상의 중심 윈도우(window)를 갖는 프레임이 제공된다. 프레임(미도시)이 제 1 층(32)의 하부 표면(40)에 대하여 적용되고 제 2 층(34)을 향해 아래로 눌려서 제 1 층(32)의 주변부를 제 3 층(44)을 캡처(capture)하는 제 2 층(34)의 경화되지 않은 실리콘과 밀봉 접촉하게 하여 그 사이에 함유물들(48)이 있거나 또는 없는 섬유들(50)의 포켓을 생성한다. 일 변형예에 있어서, 제 1 및 제 2 층들(32, 34)의 주변 영역들은 섬유들이 없으며, 이는 제 1 및 제 2 층들(32, 34)이 서로 직접 접촉하게 되어 포켓을 생성하고 이를 실질적으로 밀봉한다는 것을 보장한다. 다른 변형예에 있어서, 포켓이 생성되지 않으며, 시뮬레이션된 조직 구조체(30)의 측면들이 도 1에 도시된 바와 같이 개방된 채로 남겨진다. 제 2 층(34)의 실리콘이 완전히 경화되어 샌드위치-형 방식으로 제 1 층(32)의 상부 표면(36) 및 제 2 층(34)의 하부 표면(42) 내에 부착되고 내장되는 제 3 층을 야기한다. 제 1 층(32) 및 제 2 층(34) 중 하나는 다른 것보다 더 큰 두께를 가질 수 있다. 다른 변형예에 있어서, 제 1 층(32) 및 제 2 층(34) 둘 모두가 동일한 두께를 갖는다.

시뮬레이션된 조직 구조체(30)의 대부분의 기본 변형예는 일 측 상에 섬유들(50)을 갖는 실리콘의 제 1 층(32) 시트이다. 이러한 기본 변형예는, 외부 또는 내부 표면들 상에 제공되는 실리콘, 섬유 및 포함물들의 추가적인 층들을 갖는 복잡성을 증가시키는 모델들을 생성하기 위하여 다른 프로세스들과 조합될 수 있다. 일 측에 부가된 섬유들(50)을 갖는 실리콘의 제 1 층(32)이 경화되고 캐스팅 접시(52)로부터 제거된 이후에, 실리콘의 제 2 층(34)이 동일한 캐스팅 접시(52)에 적용될 수 있으며, 이전에 만들어진 제 1 층(32)이 부착된 제 3 층(44)과 함께 경화되지 않은 제 2 층(34) 상으로 섬유-측이 아래로 가도록 위치될 수 있다. 이는, 외부 상에 실리콘의 얇은 시트들이 있고 내부에 극세사들 및 함유물들이 내장되거나 및/또는 부착되는 다양한 위치들 및 각도들을 갖는 샌드위치를 야기한다. 그런 다음, 이러한 어셈블리는 단독으로 또는 더 크고 복잡한 모델에 대한 컴포넌트로서 사용될 수 있다. 제 1 및 제 2 층들의 두께는 대략 1.0 밀리미터 내지 7.0 밀리미터 사이, 바람직하게는 0.5 밀리미터 내지 3 밀리미터 사이이다. 제 3 층은 대략 2.5 밀리미터 내지 25.0 밀리미터 사이이다.

더 큰 모델 내에서 이용되는 시뮬레이션된 조직 구조체(30)의 일 예가 도 3a 내지 도 3c에 도시된다. 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 시뮬레이션된 조직 구조체(30)를 갖는 골반 모델(56)을 예시한다. 골반 모델(56)은 시뮬레이션된 골반(58)의 일 부분을 포함한다. 시뮬레이션된 조직 구조체(30)는 실리콘의 제 2 층(34) 없이 단지 제 1 층(32) 및 섬유들(50)의 제 3 층(44)만을 포함한다. 제 1 층(32)의 상부 표면(36)은, 섬유들(50)이 제 1 층(32)과 시뮬레이션된 골반 사이에 위치되도록 시뮬레이션된 골반(58)을 향한다. 시뮬레이션된 골반(58)은 그 위에 본 발명의 시뮬레이션된 조직 구조체가 부착되는 보강재(armature)로서 역할한다. 본 발명의 시뮬레이션된 조직 구조체(30)는, 비제한적으로 제 1 층(32)의 내부에 도관들(59) 및 결함(60)을 포함하는 다른 해부학적 특징부들을 포함하는 것으로 도시되는 시뮬레이션된 골반(58) 위에 위치된다. 제 1 층(32)의 에지들은 도 3b에 도시된 바와 같이 시뮬레이션된 골반(58)의 후면에 그리고 선택적으로 제 1 층(32)을 따라서 다른 선택된 영역들에 부착된다. 골반 모델(56)이 복강경을 이용하여 외과의에 의해 접근될 때, 제 1 층(32)의 하부 표면(40)이 먼저 시각화될 것이다. 제 1 층(32)의 텍스처링된 표면 때문에 그리고 얇은 제 1 층(32) 아래의 제 3 층(44)의 다양한 배치 및 배열 때문에, 모델(56)은 텍스처링이 없는 또는 아래의 섬유 층(44)이 없는 실리콘의 균일한 층보다 더 사실적으로 보일 것이다. 시뮬레이션된 해부학적 구조체들 및/또는 함유물들(48)이 이용되는 경우, 섬유 층(44)은 유익하게는 구조체들/함유물들의 부분들을 가려서 이들을 식별하는 것을 더 어렵게 만들며, 이는 절개 실습을 더 사실적으로 그리고 실습자에게 어렵게 만든다. 더 많은 섬유를 갖는 제 3 층(44)의 더 두꺼운 영역들이 더 적은 섬유 두께를 갖는 제 3 층(44)의 더 얇은 영역들보다 아래의 구조체들/함유물들(48)을 더 많이 가릴 것이다. 또한, 제 1 층(32)은 그 자체의 두께가 변화할 수 있으며, 이는 아래의 구조체들/조직들의 상이한 정도의 시각화를 가능하게 한다. 제 1 층(32)은 적색 또는 핑크색으로 염색될 수 있다. 밝은 컬러 또는 백색 섬유들(50)이 오버레이하는 제 1 층(32)을 특정 위치들에서 더 밝은 컬러로 보이게 할 것이다. 아래에 섬유의 제 3 층(44)을 가지면, 제 1 층(32)은, 섬유가 존재하지 않거나 또는 적은 섬유가 존재하는 다른 위치들에 비하여 특정 영역들에서 더 밝은 적색 또는 더 밝은 핑크색으로 보일 것이다. 그러면, 외과의는 스캘펄 또는 무딘 수술용 기구를 가지고 절개부(62)를 만들 것이다. 절개부(62)가 도 3a 및 도 3c에 도시된다. 절개부(62)를 만들 때, 제 1 층(32)은, 비현실적으로 빠른 속도 또는 반응으로 폐쇄되는 절개부(62)를 야기하는 실리콘 자체의 탄성에 기인하는 다시 튀어 오르는 것을 하지 않을 것이다. 대신에, 절개부(62)는, 실리콘 자체의 탄성을 약화시키거나 또는 억제하는 섬유 층(44)의 결과로서 실질적으로 개방된 채로 남아 있을 것이다. 또한, 섬유 층을 이용하여 실리콘의 매우 얇은 층들을 몰딩하기 위한 능력을 이용하면, 실리콘의 결과적인 더 얇은 층은 더 작은 두께 및 반발성(reboundability)을 가질 것이다. 복강경 관찰 하에서, 섬유들(50)이 다양한 방향들로 광을 반사하기 때문에 폴리에스테르 섬유들(50)이 반짝이는 것처럼 보이며, 이는 유익하게는 모델 내에 존재하는 임의의 액체의 도움 없이 시뮬레이션된 조직 구조체(30)는 실제 조직처럼 젖거나 또는 촉촉하게 보이게 만든다. 복강경 시뮬레이션들에 있어서, 시뮬레이션된 조직 구조체들은 육안으로 관찰될 때 시뮬레이터 외부에서 또는 복강경 시뮬레이션 환경 외부에서 비사실적으로 보일 수 있지만, 인공적으로 조명되는 움푹 들어간 트레이너 내에서 스코프를 통해 시각화가 이루어지기 때문에, 복강경 시뮬레이션 환경 외부에서 사용되는 개복 절차들에 대하여 적절한 장기들에 대하여 달성될 수 없는 사실적인 이점들을 달성하기 위한 어떤 자유들이 취해질 수 있다. 본질적으로, 제 3 층(44)의 섬유들(50)은 육안으로 관찰될 때 장기 또는 조직 시뮬레이션으로서 매우 비사실적으로 보일 수 있지만, 이하에서 더 상세하게 설명된 복강경 트레이닝 환경에서는 매우 사실적으로 보이고 거동한다. 절개부(62)가 만들어진 이후에, 도관들(59) 및 아래의 인공 조직 구조체들(60)을 포함하는 함유물들(48)이 노출된다.

이제 도 4를 참조하면, 본 발명의 시뮬레이션된 조직 구조체(30)가 장기 모델에서 이용되는 다른 예가 도시된다. 도 4는, 본 발명에 따른 시뮬레이션된 조직 구조체(30)를 포함하는 시뮬레이션된 장간막 또는 장막 층(68) 최상단에 시뮬레이션된 장들(66)을 포함하는 복부 장기 모델(64)을 예시한다. 구조체(30)의 하단 표면(40)은 위를 향하며, 혈관 구조체(70)가 제 1 층(32)에 부착된 함유물(48)로서 포함된다. 혈관 구조체(70)는 섬유(50)의 제 3 층(44)이 내장되기 이전에 제 1 층(32)에 부착되었다. 따라서, 혈관 구조체는 제 1 층(32)을 통해 명확하게 보일 수 있다. 시뮬레이션된 장간막 층(68)은 황색으로 염색된 실리콘으로 만들어지며, 혈관 구조체는 적색이고 실리콘으로 만들어진다.

실질적으로 평평하거나 또는 포켓-형 시뮬레이션된 조직 구조체(30)를 형성하는 방법이 이상에서 설명되었지만, 본 발명에 따른 튜브-형 시뮬레이션된 조직 구조체(30)를 형성하는 방법이 이제 설명될 것이다. 제 1 층(32)을 생성하기 위하여 경화되지 않은 실리콘이 회전하는 맨드릴(mandrel)에 제공되고 균일하게 적용된다. 제 1 층(32)의 실리콘이 여전히 젖어 있는 동안, 폴리에스테르 섬유 층이 섬유들(50)의 제 3 층(44)을 형성하기 위하여 적용된다. 섬유들은 랜덤하게 또는 균일하게 적용되거나, 또는 전략적으로 적용되어 더 많거나 또는 더 적은 섬유가 희망되는 시뮬레이션 결과에 영향을 주기 위해 의도적으로 위치되는 영역들을 형성한다. 실리콘의 제 1 층(32)이 경화되어 섬유들(50)을 제 1 층(32) 내에 내장한다. 경화된 제 1 층(32)이 맨드릴로부터 분리되고, 원통의 내부 표면을 형성하고 원통형 루멘을 획정하는 제 1 층(32)의 하부 표면(40)을 갖는 원통형 형상을 갖는다. 제 1 층(32) 및 제 3 층(44)의 원통형 형상이 반전되어 섬유 층(44)을 안쪽으로 위치시키고 제 1 층(32)의 하부 표면(40)이 원통의 매끈한 외부 표면을 형성할 수 있다. 함유물들(48)은 반전 이후에 또는 제 1 층(32)을 형성하기 이전에 원통의 외부 표면에 적용될 수 있다. 다른 변형예에 있어서, 원통은 반전되지 않는다. 경화되지 않은 실리콘의 제 1 스트립(strip)이 표면 상에 적용된다. 제 1 스트립은 대략적으로 튜브형 제 1 층(32)의 길이와 동일한 길이를 갖는다. 튜브형 제 1 층(32) 및 제 3 층(44)은 제 1 스트립과 정렬되고 제 1 스트립 상에 놓이며, 조합물의 섬유 측은 경화되지 않은 제 1 스트립을 향하고 섬유들(50)을 제 1 스트립 내에 내장하기 위하여 다져진다. 제 1 스트립이 경화되어 제 3 층(44)의 섬유들(50)이 제 1 스트립 내로 내장된다. 경화되지 않은 실리콘의 제 2 스트립이 표면에 적용된다. 제 2 스트립은 튜브형 제 1 층(32)의 길이와 대략적으로 동일한 길이를 갖는다. 튜브형 제 1 층(32), 제 3 층(44) 및 제 1 스트립은 제 3 층(44)의 섬유들(50)을 내장시키기 위하여 제 2 스트립의 실리콘이 계속 젖어 있는 동안 제 2 스트립 상에 놓인다. 튜브형 제 1 층(32)은, 제 3 층(44)의 노출된 섬유들의 인접한 부분이 젖은 제 2 스트립과 접촉하게 되도록, 바람직하게는 제 1 스트립에 인접하고 제 1 스트립과 약간 오버레이(overlay)하여 거의 연속적인 제 2 층(34)을 형성하도록 제 1 스트립으로부터 오프셋된 제 2 스트립에 적용된다. 이러한 프로세스는 복수의 또는 임의의 수의 실리콘 섹션들 또는 스트립들로부터 제 2 층(34)을 형성하기 위하여 반복된다. 스트립들은 직사각형, 삼각형 또는 원통형 표면을 적절하게 커버하고 제 3 층을 제 2 층(34) 내에 내장시키기 위한 임의의 다른 형상일 수 있다. 장과 같은 상이한 장기 모델들이 튜브형 형상을 갖는 시뮬레이션된 조직 구조체(30)를 가지고 형성될 수 있으며, 임의의 함유물들(48)은 섬유 층(44)의 적용 이전에 또는 섬유 층(44) 이후에 제 1 층(32)의 어느 하나의 측에 직접적으로 또는 제 2 층(34)에 직접적으로 제공될 수 있다. 다른 변형예에 있어서, 제 2 층(34)이 적용되지 않으며, 시뮬레이션된 조직 구조체는 제 1의 및 제 2의 제 3 층 및 임의의 함유물들(48)을 포함한다.

다른 변형예에 있어서, 도 3a 내지 도 3c 및 도 4와 관련하여 이상에서 설명된 복부 장기 모델(64) 또는 골반 모델(56)과 같은 다른 더 큰 모델 또는 조직 구조체의 부분으로서 형성된 시뮬레이션된 조직 구조체(30) 또는 그 자체는 도 5에 도시된 것과 같은 수술 트레이닝 디바이스(10)와 같은 시뮬레이션된 복강경 환경 내에 위치되도록 크기가 결정되고 구성된다. 물론, 시뮬레이션된 조직 구조체는 또한 개복 수술 절차들을 실습하기 위하여 사용될 수 있다.

복부 영역과 같은 환자의 몸통을 모방하도록 구성된 수술 트레이닝 디바이스(10)가 도 5에 예시된다. 수술 트레이닝 디바이스(10)는, 시뮬레이션된 또는 진짜(live) 조직 또는 본 발명에서 설명되는 것과 유사한 모델 장기들 또는 트레이닝 모델들을 수용하기 위한 사용자로부터 실질적으로 가려지는 체강(12)을 제공한다. 체강(12)은, 체강(12) 내에 위치되고 발견되는 조직 또는 실습 모델에 대하여 수술 기술들을 실습하기 위하여 사용자가 이용하는 디바이스들에 의해 관통되는 조직 시뮬레이션 영역(14)을 통해 액세스된다. 체강(12)이 조직 시뮬레이션 영역을 통해 액세스가 가능한 것으로 도시되지만, 손-보조 액세스 디바이스 또는 단일-사이트(site) 포트 디바이스가 대안적으로 체강(12)을 액세스하기 위하여 이용될 수 있다. 예시적인 수술 트레이닝 디바이스는 본원에 그 전체가 참조로서 포함되며 "Portable Laparoscopic Trainer"라는 명칭으로 2011년 09월 29일자로 출원된 미국 특허 출원 일련번호 제13/248,449호에서 설명된다. 수술 트레이닝 디바디스(10)는 복강경 또는 다른 최소 침습 수술 절차들을 실습하기 위하여 특히 적합하다.

계속해서 도 5를 참조하면, 수술 트레이닝 디바이스(10)는 적어도 하나의 레그(leg)(20)에 의해 베이스(18)에 연결되고 이로부터 분리되는 상단 커버(16)를 포함한다. 도 5는 복수의 레그들(20)을 도시한다. 수술 트레이닝 디바이스(10)는 복부 영역과 같은 환자의 몸통을 모방하도록 구성된다. 상단 커버(16)는 환자의 전방 표면을 나타내며, 상단 커버(16)와 베이스(18) 사이의 공간(12)은 기관들이 존재하는 환자의 내부 또는 체강을 나타낸다. 수술 트레이너(10)는, 수술 절차를 겪는 환자의 시뮬레이션에서 다양한 수술 절차들 및 그들의 관련된 기구들을 교습하고, 실습하며, 증명하기 위한 유용한 툴이다. 수술 기구들이 조직 시뮬레이션 영역(14)을 통해서뿐만 아니라 상단 커버(16) 내의 미리-수립된 개구들(22)을 통해 공동(12) 내로 삽입된다. 다양한 툴들 및 기술들이, 상단 커버(16)와 베이스(18) 사이에 위치된 시뮬레이션된 장기들 또는 실습 모델들에 대해 모조 절차들을 수행하기 위해 상단 커버(16)를 관통하는데 사용될 수 있다. 베이스(18)는 시뮬레이션된 조직 모델 또는 진짜 조직을 스테이징(stage)하거나 또는 홀딩하기 위한 모델-수용 구역(24) 또는 트레이(tray)를 포함한다. 베이스(18)의 모델-수용 구역(24)은 모델(미도시)을 제 위치에 홀딩하기 위한 프레임-형 엘리먼트들을 포함한다. 시뮬레이션된 조직 모델 또는 진짜 장기들을 베이스(18) 상에 유지하는 것을 돕기 위하여, 신축가능(retractable) 와이어에 부착된 클립이 위치들(26)에서 제공된다. 신축가능 와이어가 연장되며, 그런 다음 조직 모델을 실질적으로 조직 시뮬레이션 영역(14) 아래에서 제 위치에 홀딩하기 위하여 클리핑(clip)된다. 조직 모델을 유지하기 위한 다른 수단은, 이것이 모델에 고정된 후크-앤-루프(hook-and-loop) 유형의 체결 재료의 상보적인 피스에 착탈가능하게 연결이 될 수 있도록, 모델 수용 구역(24) 내에서 베이스(18)에 부착된 후크-앤-루프 유형의 체결 재료의 패치(patch)를 포함한다.

상단 커버(16)에 힌지 결합된 비디오 디스플레이 모니터(28)가 도 5에서 폐쇄 배향으로 도시된다. 비디오 모니터(28)는 이미지를 모니터에 전달하기 위한 다양한 시각적 시스템들에 연결이 가능하다. 예를 들어, 시뮬레이션되는 절차를 관찰하기 위해 사용되는 미리-수립된 개구들(22) 중 하나를 통해 삽입되어 공동 내에 위치된 복강경 또는 웹캠은 이미지를 사용자에게 제공하기 위하여 비디오 모니터(28) 및/또는 모바일 컴퓨팅 디바이스에 연결될 수 있다. 또한, 오디오 및 시각적 성능들을 제공하기 위하여 오디오 레코딩 또는 전달 수단이 또한 제공될 수 있으며 트레이너(10)와 통합될 수 있다. 플래시 드라이브, 스마트 폰, 디지털 오디오 또는 비디오 플레이어, 또는 다른 디지털 모바일 디바이스와 같은 휴대용 메모리 저장 디바이스를 연결하기 위한 수단이 증명 목적들을 위하여 트레이닝 절차들을 레코딩하거나 또는 모니터 상에서 미리-레코딩된 비디오들을 재생하기 위하여 또한 제공될 수 있다. 물론, 모니터보다 더 큰 스크린으로 오디오 및 시각적 출력을 제공하기 위한 연결 수단이 제공된다. 다른 변형예에 있어, 상단 커버(16)는 비디오 디스플레이를 포함하지 않지만, 태블릿, 랩탑 컴퓨터, 또는 모바일 디지털 디바이스와 접속하고 이를 무선 또는 유선으로 트레이너에 연결하기 위한 수단을 포함한다.

어셈블리될 때, 상단 커버(16)는, 실질적으로 주변부에 둘레에 위치되며 상단 커버(16)와 베이스(18) 사이에 상호연결된 레그들(20)을 갖는 베이스(18) 바로 위에 위치된다. 상단 커버(16) 및 베이스(18)는 실질적으로 동일한 형상 및 크기이며, 실질적으로 동일한 주변 아웃라인(outline)을 갖는다. 내부 공동은 부분적으로 또는 전체적으로 시야로부터 가려진다. 도 5에 도시된 변형예에 있어서, 레그들은 주변 광이 가능한 한 많이 내부 공동을 조명하는 것을 가능하게 하기 위하여, 그리고 또한 유익하게는 간편한 휴대를 위하여 가능한 한 많은 중량 감소를 제공하기 위하여 개구부들을 포함한다. 상단 커버(16)는 레그들(20)로부터 제거될 수 있으며, 이는 결과적으로 베이스(18)에 대하여 힌지들 또는 유사한 것을 통해 제거될 수 있거나 또는 접어질 수 있다. 따라서, 어셈블리되지 않은 트레이너(10)는 휴대를 더 용이하게 만드는 감소된 높이를 갖는다. 본질적으로, 수술 트레이너(10)는 사용자로부터 가려지는 시뮬레이션된 체강(12)을 제공한다. 체강(12)은, 이를 통해 사용자가 복강경 또는 내시경 최소 침습 수술 기술들을 실습하기 위하여 모델들에 액세스할 수 있는 상단 커버(16) 내의 적어도 하나의 조직 시뮬레이션 영역(14) 및/또는 개구들(22)을 통해 액세스가 가능한 적어도 하나의 수술 모델을 수용하도록 구성된다.

이제 도 6 내지 도 8을 참조하면, 시뮬레이션된 조직 구조체(30)의 합성물을 포함하는 시뮬레이션된 직장 모델(100)이 이제 설명될 것이다. 시뮬레이션된 직장 모델(100)은 실리콘으로 만들어진 제 1 튜브(102)를 포함한다. 제 1 튜브(102)는, 봉합사들이 실리콘을 통해 당겨지거나 이를 찢지 않도록 제 1 튜브(102)가 봉합사들을 유지하는 것이 가능하게 하는 내장된 메시 재료를 포함할 수 있다. 제 1 튜브(102)는 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장하는 제 1 루멘(103)을 획정한다.

시뮬레이션된 직장 모델(100)은 제 2 루멘(105)을 획정하고 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장하는 제 2 튜브(104)를 더 포함한다. 제 2 튜브(104)는 황색 우레탄 폼(foam)으로 만들어진다. 폼의 층이 형성되며, 그런 다음 원통형 형상으로 접히고 단부들이 접착되어 튜브를 형성한다. 우레탄 폼 제 2 튜브(104)의 전방 단부는 도 6에 도시된 바와 같이 더 얇다. 제 2 루멘(105)은 동심-형(concentric-like) 방식으로 제 2 루멘(105) 내부에 제 1 튜브(102)를 수용하도록 치수가 결정된다. 제 2 튜브(104)는 시아노아크릴레이트 접착제를 사용하여 제 1 튜브(102)에 부착된다.

모델(100)은 제 3 튜브(106)를 더 포함한다. 제 3 튜브(106)는, 제 3 루멘(107)을 획정하기 위하여 원통형 튜브로 형성되는 제 1 층(32), 제 2 층(34) 및 폴리필 섬유(50)의 제 3 층(44)을 갖는 이상에서 설명된 것과 유사한 시뮬레이션된 조직 구조체(30)이다. 제 3 튜브(106)의 제 1 층(32)은 황색이며, 제 2 층(34)은 백색이다. 제 3 층(44)은 백색 폴리필 섬유로 만들어진다. 제 3 루멘(107)의 직경은 편심(eccentric) 방식으로 제 3 루멘(107) 내부에 제 2 튜브(104)를 수용하도록 치수가 결정된다. 제 3 튜브(106)는 시아노아크릴레이트 접착제와 같은 접착제로 제 2 튜브(104)에 부착된다.

시뮬레이션된 직장 모델(100)은 제 4 튜브(108)를 더 포함한다. 제 4 튜브(108)는, 제 1 층(32) 및 폴리필 섬유(50)의 제 3 층(44)을 갖지만 제 2 층(34)을 갖지 않는 이상에서 설명된 것과 유사한 시뮬레이션 구조체(30)이며, 이는 자유 폴리필 섬유들의 제 3 층(44)이 제 4 루멘(109)을 향하도록 제 4 루멘(109)을 획정하기 위하여 원통형 튜브로 형성된다. 제 2 층(34)은 핑크색이다. 제 3 층(44)은 백색 폴리필 섬유로 만들어진다. 일 변형예에 있어서, 제 4 층(108)은 백색인 제 2 층(34)을 포함한다. 제 4 루멘(109)의 직경은 동심-형 방식으로 제 4 루멘(109) 내부에 제 3 튜브(106)를 수용하도록 치수가 결정된다. 제 4 튜브(108)는 선택 영역들에서 접착제를 가지고 제 3 튜브(106)에 부착된다.

시뮬레이션된 직장 모델(100)은 제 3 튜브(106)와 제 4 튜브(108) 사이에 위치되는 시뮬레이션된 전립선 계통(110)을 더 포함한다. 시뮬레이션된 전립선 계통(110)은 모델(100)의 전방 측에 위치된다. 시뮬레이션된 전립선 계통(110)은 시뮬레이션된 전립선, 시뮬레이션된 정낭들, 시뮬레이션된 방광, 시뮬레이션된 요도, 및 시뮬레이션된 정관을 포함한다. 시뮬레이션된 요도 및 시뮬레이션된 정관은 실리콘으로 만들어져 속이 찬 튜브로 형성된다. 시뮬레이션된 정낭들은 우레탄 폼으로 만들어지며, 시뮬레이션된 정관 상에 오버몰딩(over mold)된다. 시뮬레이션된 전립선은 우레탄 폼으로 만들어지며, 시뮬레이션된 요도 상에 오버몰딩된다.

시뮬레이션된 직장 모델(100)은 모델(100)의 전방 측에서 제 4 튜브(108)와 제 3 튜브(106) 사이에 위치되며 시뮬레이션된 전립선 계통(110)을 둘러싸는 추가적인 폴리필 재료를 더 포함한다.

시뮬레이션된 직장 모델(100)은, 하부 직장 내에 위치된 암에 대한 경항문 전 직장간막 절제술(transanal total mesorectal excision; TaTME)을 실습하기에 아주 적합하다. 이러한 수술 절차에 있어서, 암에 걸린 시뮬레이션된 직장은 시뮬레이션된 직장 내로 삽입된 채널에 연결된 밀봉가능 포트를 통해서 항문을 통해 접근된다. 쌈지 봉합(purse-string suture)이 직장의 암에 걸린 부분을 밀봉한다. 쌈지 봉합은 모델(100)의 사용자가 실습할 수 있는 봉합 기술의 일 유형이다. 이는, 직장의 둘레를 둘러 봉합하는 것 및 종양을 포함하는 직장의 영역을 밀봉하기 위하여 이를 타이트하게 당기는 것을 포함한다. 제 1 튜브(102)는 쌈지 봉합을 제 위치에 홀딩하기 위해 튜브의 실리콘 층 내에 내장된 메시를 포함한다. 제 1 튜브(102)의 실리콘 층은 쌈지 봉합이 타이트하게 당겨지는 것을 가능하게 한다. 그런 다음, 외과의는 직장간막을 나타내는 제 2 튜브(104)를 관통해 후방으로 커팅할 것이다. 외과의는 계속해서 제 3 튜브(106)의 제 1 층(32)을 관통해 절개하고 그런 다음 제 3 튜브(106)의 제 2 층(34)을 관통하지 않도록 신중하게 제 3 튜브(106)의 제 3 층(44) 내에서 주변을 원주 방향으로 절개할 것이며, 이는 제 3 튜브의 제 2 층을 관통하는 것이 인접한 시뮬레이션된 전립선 계통(110)을 위태롭게 하기 때문이다. 제 3 튜브(106)의 제 1 층(32)은 시뮬레이션된 직장간막인 제 2 튜브(104)와 동일한 컬러인 황색이며, 이는 이를 제 2 튜브(104)와 구별하는 것을 어렵게 만든다. 제 3 층(44) 내에서 주변을 원주 방향으로 절개하는 동안, 제 2 층(34)을 관통하지 않도록 주의가 기울여져야만 하며, 이는 제 3 층(44)이 백색 폴리필로 만들어지고 제 2 층(34)이 백색 실리콘으로 만들어져서 이들을 구별하기 힘들게 만들고 그럼으로써 실습자에게 주의 깊게 실습할 것을 교습한다. 제 4 튜브(108), 특히, 제 4 튜브(108)의 제 2 층(34)은 적색이며 이는 근육 및 골반저를 나타낸다. 제 4 튜브(108)의 제 2 층(34) 내로의 우연한 절개 및 이러한 위치에서의 절개의 원주방향 진행은, 이러한 모델(100)이 외과의에게 회피하도록 교습하는 시뮬레이션된 전립선 계통(110)과의 교차를 야기할 가능성이 있다. 제 3 튜브(106)의 제 3 층(44) 내에서의 절개는 시뮬레이션된 전립선 계통(110)의 안전한 절제로 이어진다. 후방으로 절개한 이후에, 제 3 튜브(106)에 도달될 때까지 시뮬레이션된 직장간막(제 2 튜브(104))의 더 얇은 층을 관통해 절개함으로써 전방 절개가 시작된다. 제 3 튜브(106), 그리고 특히 제 3 튜브(106)의 제 3 층(44) 내에 있을 때, 절개는, 절개가 후방 절개를 만날 때까지 원주 방향으로 진행한다. 시뮬레이션된 직장간막(제 2 튜브(104))은 감소된 두께의 영역을 가지며, 제 3 튜브(106)는 제 2 튜브(104)에 부착되고 황색 제 2 튜브(104)를 갖는 황색 제 1 층(32)과 비교할 때 구별할 수 없게 채색된다. 시뮬레이션된 전립선 계통(110)은 도 7에 도시된 바와 같이 제 3 튜브(106)의 상단 상에 위치되며, 이는 폴리필 섬유(112)로 둘러싸여서 제 3 튜브(106) 내에서 절개하는 동안 이를 제 3 튜브(106)의 제 3 층(44)의 폴리필 섬유와 구별하는 것을 더 어렵게 만든다. 골반강에 구멍이 뚫릴 때까지 절개가 계속된다.

시뮬레이션된 직장 모델(100)의 근위 단부는 경항문 어댑터에 부착될 수 있다. 경항문 어댑터는 수술 트레이너의 측면으로부터 모델(100) 내로의 액세스를 제공하기 위하여 수술 트레이너(10)의 베이스(18)로부터 상단 커버(16)를 이격시키기 위하여 사용되는 레그(20)이다. 경항문 어댑터는 제 1 튜브(102)의 제 1 루멘(103)에 연결된 개구부를 포함한다. 항문을 시뮬레이션하기 위하여 경항문 어댑터의 개구부를 둘러싸는 부드러운 실리콘이 제공된다. 수술 TaTME 절차의 실습은, 원주 쌈지 봉합이 경항문 어댑터의 근위에 위치되고 시뮬레이션된 전립선 계통이 경항문 어댑터의 원위에 위치된 상태로 경항문 어댑터의 개구부를 통해 수행된다.

시뮬레이션된 직장 모델(100)은, 먼저 맨드릴 상에 메시 쉬스(mesh sheath)를 위치시키고 메시 위에 경화되지 않은 실리콘을 도포함으로써 제조된다. 제 2 튜브(104)(시뮬레이션된 직장간막)는 평평한 시트로 캐스팅된 우레탄 폼으로 만들어진다. 폼은 더 얇은 섹션을 갖도록 캐스팅된다. 시뮬레이션된 직장간막은 제 2 튜브(104)를 생성하기 위하여 제 1 튜브(102) 둘레로 원통형으로 감긴다. 시아노아크릴레이트 접착제가 시뮬레이션된 직장(100)의 후방 측 상에서 제 2 튜브(104)의 더 두꺼운 부분들을 함께 부착하기 위하여 프라이머(primer)와 함께 사용된다. 제 3 튜브(106)를 형성하기 위하여, 황색 실리콘의 얇은 평평한 시트가 제 1 층(32)을 생성하기 위한 폼 상에 캐스팅된다. 제 1 층(32)의 실리콘이 여전히 젖어 있는 동안, 폴리필의 제 3 층(44)을 생성하기 위하여 폴리필의 층이 상단 상에 균일하게 위치된다. 제 1 층(32)이 경화된 이후에, 이것이 디몰딩된다. 백색의 또는 투명한 실리콘의 새로운 층이 제 2 층(34)을 형성하기 위하여 폼 상에 캐스팅된다. 폴리필 제 3 층(44)과 함께 이전에 경화된 제 1 층(32)이 제 2 층(34)의 젖은 실리콘을 터치하는 폴리필 제 3 층(44)과 함께 상단 상에 위치된다. 어셈블리는, 시아노아크릴레이트 접착제를 사용하여 제 2 튜브(104)에 부착되는 원통형 제 3 튜브(106)를 형성하기 위하여 디몰딩되고 제 2 튜브(104) 둘레로 감긴다. 제 4 튜브(108)는 제 3 튜브(106)와 유사한 방식으로 형성된다.

제 4 튜브(108)를 형성하기 위하여 백색 또는 투명한 실리콘의 얇은 평편한 시트가 제 1 층(32)을 생성하기 위한 폼 상에 캐스팅된다. 제 1 층(32)의 실리콘이 여전히 젖어 있는 동안, 폴리필의 제 3 층(44)을 생성하기 위하여 폴리필의 층이 상단 상에 균일하게 위치된다. 도 7에 도시된 바와 같이 제 3 층(44)이 더 두꺼운 영역을 생성하기 위하여 더 많은 폴리필 섬유가 부가된다. 제 1 층(32)이 경화된 이후에, 제 3 층(44)이 부착되고, 제 1 층(32) 및 제 3 층(44)의 조합이 디몰딩된다. 제 4 튜브(108)의 제 2 층(34)을 형성하기 위하여 적색의 실리콘의 새로운 층이 폼 상에 캐스팅된다. 폴리필 제 3 층(44)과 함께 이전에 경화된 제 1 층(32)이 제 2 층(34)의 젖은 실리콘을 터치하는 폴리필 제 3 층(44)과 함께 상단 상에 위치된다. 일단 경화되면, 어셈블리는, 시아노아크릴레이트 접착제 또는 실리콘 도트(dot)들을 사용하여 제 3 튜브(106)에 부착되는 원통형 제 4 튜브(108)를 형성하기 위하여 디몰딩되고 제 3 튜브(106) 둘레로 감긴다. 시뮬레이션된 전립선 계통(110)이 이전에 형성되고, 제 3 튜브(106)와 제 4 튜브(108) 사이에 위치된다.

이제 도 9a를 참조하면, 텍스처링된 몰딩 표면을 갖는 캐스팅 접시(52)가 도시된다. 표면은 두께가 변화할 수 있다. 경화되지 않은 실리콘의 제 1 층(32)이 캐스팅 접시(52) 내로 부어진다. 이것이 경화되기 이전에, 제 3 층(44a)의 일 측 상의 섬유들이 제 1 층(32) 내에 내장되도록 섬유의 제 3 층(44a)이 제 1 층(32)의 상단 상에 위치된다. 제 1 층(32)이 경화된다. 경화된 이후에, 제 1 층(32)이 제 3 층(44a)의 도움으로 캐스팅 접시(52)로부터 제거된다. 제 3 층(44a) 및 제 1 층(32)은 캐스팅 접시(52)로부터 위로 당겨진다. 제 1 층(32)에 부착된 제 3 층(44a) 때문에, 제 3 층(44a) 상에서 위로 당기는 것은 제 3 층(44a)의 섬유들이 제거하는 힘을 분산시키고 유익하게는 제거 동안 얇은 제 1 층(32)이 찢어지는 것을 방지하는 것을 가능하게 한다. 제 1 층(32) 및 제 3 층(44a)의 조합이 제거된 이후에, 이것은 도 9b에 도시된 바와 같이 반전되어 젖은 실리콘의 제 2 층(34)을 갖는 제 2 캐스팅 접시(52)에 병렬로 위치된다. 섬유의 다른 제 3 층(44b)은 젖은 실리콘의 제 2 층(32) 상에 위치된다. 함유물들(48)이 제 3 층(44b) 위에 위치된다. 함유물들(48)의 부분이 제 2 층(34)과 접촉하도록 위치되며, 제 2 층(34)이 경화를 완료할 때 제 2 층(34) 내에 내장된 채로 남아 있는다. 제 3 층(44b)이 또한 제 2 층(34) 내에 내장된다. 일 변형예에 있어서, 함유물들(48)은 제 2 층(34) 내에 내장되지 않으며 제 3 층들(44a, 44b) 사이에 위치된다. 제 1 층(32)이 제 1의 제 3 층(44a)과 함께 제 2 층(34), 함유물들(48) 및 제 2의 제 3 층(44b) 위에 위치될 때, 구성이 완료된다. 다른 변형예에 있어서, 제 1 층(32)을 부착하고 함유물들(48) 및 제 3 층들(44a, 44b)을 포함하는 포켓을 생성하기 위하여 제 2 층(34)이 계속해서 경화되지 않은 동안 제 1 층(32)이 제 2 층(34)과 접촉하도록 위치된다. 다른 변형예에 있어서, 제 3 층(44a)을 제 2 층(34) 내에 내장시키기 위하여 실리콘이 계속해서 젖어 있는 동안에 제 3 층(44a)의 부분들이 또한 제 2 층(34) 내에 내장된다. 도 9b에 도시된 함유물들(48)은 실리콘으로 만들어진 혈관 구조체이지만; 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 함유물들(48)은 임의의 함유물, 해부학적 구조체, 랜드마크, 장기, 신경들, 조직, 종양들 및 유사한 것일 수 있다.

이제 도 10 내지 도 11, 특히 도 10a 내지 도 10b를 참조하면, 경화되지 않은 실리콘을 받아들이기 위한 2개의 채널들(72)을 갖는 캐스팅 접시(52)가 도시된다. 2개의 채널들(72)이 도시되지만, 임의의 패턴이 경화되지 않은 재료를 받아들이고 비제한적으로 해부학적 구조체들 및 랜드마크들, 조직들, 신경들, 혈관 구조체, 종양들, 장기들 및 유사한 것을 형성하기 위하여 이용될 수 있다. 재료는 경화되지 않은 실리콘, 경화되지 않은 우레탄 폼, 경화되지 않은 실리콘 폼 및 유사한 것을 포함할 수 있다. 일 변형예에 있어서, 젖고 경화되지 않은 우레탄 폼이 도 11a에 도시된 바와 같이 제 1 함유물(48a)을 생성하기 위하여 채널들(72) 내로 부어진다. 제 1 섬유 층(44a)은 제 1 섬유 층(44a)을 경화되지 않은 폼 내에 내장시키기 위하여 채널들(72) 내부에서 경화되지 않은 폼(48a)의 상단 상에 위치된다. 채널들(72) 내부의 경화되지 않은 실리콘이 경화되어 결과적으로 제 1 섬유 층(44a)에 부착된다. 도 11b에 도시된 바와 같이, 형성된 함유물들(48a)과 함께 제 1 섬유 층(44a)이 캐스팅 접시(52)로부터 제거되어 경화되지 않은 실리콘의 제 1 층(32)에 병렬로 위치된다. 도 11c에 도시된 바와 같이, 제 1 함유물들(48a) 및 제 섬유 층(44a)을 제 1 층(32) 내에 내장시키기 위하여 실리콘이 여전히 젖어 있는 동안에 부착된 제 1 함유물들(48a)을 갖는 제 1 섬유 층(44a)이 제 1 층(32) 내로 눌려진다. 제 1 함유물들(48a)이 신경들을 묘사하고 모방하도록 구성되지만; 그러나, 제 1 함유물들(48a)은 시뮬레이션된 조직 구조체에 적절한 임의의 유형의 함유물일 수 있다. 섬유로 만들어진 제 2 섬유 층(44b)이 하나 이상의 제 2 함유물(48b)과 함께 제공된다. 제 2 함유물들(48b)은 제 1 섬유 층(44a) 및 제 1 함유물들(48a)에 대하여 이상에서 설명된 바와 동일한 방식으로 제 2 섬유 층(44b)에 부착되며, 실리콘, 실리콘 폼, 우레탄 폼 및 유사한 것으로 만들어질 수 있다. 하나 이상의 제 2 함유물(48b)을 몰딩하기 위한 패턴을 가지고 구성된 캐스팅 접시가 제공된다. 패턴은, 예를 들어, 경화되지 않은 동안 젖은 실리콘으로 채워지며, 제 2 섬유 층(44b)은 제 2 함유물들(48b)을 제 2 섬유 층(44b)의 제 1 측을 따라 제 2 섬유 층(44b)에 내장시키기 위하여 제 2 함유물들(48b)의 젖은 실리콘 및 캐스팅 접시 상에 오버레이된다. 제 2 섬유 층(44b)의 제 2 측은 제 2 층(34)이 여전히 경화되지 않은 동안 제 2 층(34) 내에 내장된다. 제 2 함유물들(48b) 및 제 2 층(34)이 경화될 때, 제 2 함유물들(48b)과 함께 제 2 섬유 층(44b) 및 제 2 층(34)이 개별적인 캐스팅 접시로부터 제거되며 제 1 섬유 층(44a), 제 1 층(32) 및 제 1 함유물들(48a) 상에 위치되어 샌드위치-형 시뮬레이션된 조직 구성물을 생성한다. 제 2 함유물들(48b)은 혈관 구조체 또는 임의의 다른 해부학적 구조체, 조직, 장기, 신경, 종양 및 유사한 것을 모방하도록 구성된다. 제 1 섬유 층(44a) 및 제 2 섬유 층(44b) 중 하나 이상이 함유물들(48a, 48b) 중 임의의 하나 이상의 골격화(skeletonize)하기 위한 이상적인 절개 경로를 생성하며, 여기에서 섬유를 통한 절개 경로는 제거를 위하여 층들 및 함유물들을 분리하고 노출 시키기 위하여 커팅되고 및/또는 벌려질 수 있는 섬유들을 가지고 사실적인 모습 및 느낌을 생성한다.

모델(30)의 임의의 부분은, 비제한적으로, 하이드로겔, 단일-폴리머 하이드로겔, 다중-폴리머 하이드로겔, 고무, 라텍스, 니트릴, 단백질, 젤라틴, 콜라겐, 콩을 포함하는 하나 이상의 유기 기반 폴리머, 비-유기 기반 폴리머 예컨대 열가소성 플라스틱 탄성중합체, 크라톤, 실리콘, 폼, 실리콘-기반 폼, 우레탄-기반 폼 및 에틸렌 비닐 아세테이트 폼 및 유사한 것으로 만들어질 수 있다. 임의의 베이스 폴리머 내로 예컨대 직물, 직조되거나 또는 직조되지 않은 섬유, 폴리에스테르, 비-흡수 섬유, 나일론, 메시, 면 및 비단, 전도성 충전제 재료 예컨대 흑연, 백금, 은, 금, 구리, 다양한 첨가제들, 겔들, 오일, 콘스타치, 유리, 돌로마이트, 카보네이트 재료, 알콜, 둔화제, 실리콘 오일, 색소, 폼, 폴록사머, 콜라겐, 겔라틴 및 유사한 것과 같은 하나 이상의 충전제가 이용될 수 있다. 이용되는 접착제들은 비제한적으로, 시아노아크릴레이트, 실리콘, 에폭시, 스프레이 접착제, 고무 접착제 및 유사한 것을 포함할 수 있다.

본원에 개시된 실시예들 및 변형예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 이상의 설명은 제한적으로 해석되지 않아야 하며, 단지 선호되는 실시예들의 예시들로서 해석되어야만 한다. 당업자들은 본 개시의 사상 및 범위 내에서 다른 수정예들을 구상할 것이다.

Claims

수술 트레이닝을 위한 시뮬레이션된 조직 구조체로서,
그 사이에 두께를 획정(define)하는 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 실리콘 폴리머의 제 1 층;
그 사이에 두께를 획정하는 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 실리콘 폴리머의 제 2 층으로서, 상기 제 2 층은 상기 제 1 층의 상기 상부 표면이 상기 제 2 층의 상기 하부 표면을 향하도록 상기 제 1 층으로부터 이격되는, 상기 제 2 층; 및
상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이에 위치된 복수의 뒤얽힌 섬유로 만들어진 제 3 층으로서, 상기 제 3 층의 상기 복수의 뒤얽힌 섬유의 적어도 부분은 상기 제 1 층 및 제 2 층 중 적어도 하나 내에 내장되는, 상기 제 3 층을 포함하는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
수술 트레이닝을 위한 시뮬레이션된 조직 구조체로서,
상부 표면 및 하부 표면을 갖는 실리콘 폴리머의 제 1 층;
상부 표면 및 하부 표면을 갖는 실리콘 폴리머의 제 2 층으로서, 상기 제 2 층은 상기 제 1 층의 상기 상부 표면이 상기 제 2 층의 상기 하부 표면을 향하도록 상기 제 1 층으로부터 이격되는, 상기 제 2 층; 및
상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이에 위치된 복수의 뒤얽힌 섬유로 만들어진 제 3 층으로서, 상기 제 3 층은 상기 제 1 층의 상기 상부 표면 내에 내장되는, 상기 제 3 층;
상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이에 위치된 복수의 뒤얽힌 섬유로 만들어진 제 4 층으로서, 상기 제 4 층은 상기 제 2 층의 상기 하부 표면에서 상기 제 2 층 내에 내장되는, 상기 제 4 층; 및
상기 제 3 층과 상기 제 4 층 사이에 위치된 제 1 함유물(inclusion)을 포함하는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
수술 트레이닝을 위한 시뮬레이션된 조직 구조체로서,
제 1 루멘(lumen)을 획정하는 제 1 튜브로서, 상기 제 1 튜브는 내부 층, 외부 층 및 중간 층을 가지며, 상기 외부 층은 상기 중간 층에 의해 상기 내부 층에 연결되고, 상기 중간 층은 부분적으로는 상기 내부 층 내에 내장되며 부분적으로는 상기 외부 층 내에 내장되는 복수의 뒤얽힌 섬유로 만들어지는, 상기 제 1 튜브;
제 2 루멘을 획정하는 제 2 튜브로서, 상기 제 2 튜브는 외부 층 및 내부 층을 가지며, 상기 제 1 튜브는 상기 제 2 루멘 내부에 위치되는, 상기 제 2 튜브; 및
상기 제 2 튜브의 상기 내부 층과 상기 제 1 튜브의 상기 외부 층 사이에 위치되는 함유물을 포함하는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
수술 트레이닝을 위한 시뮬레이션된 조직 구조체로서,
제 1 층과 제 2 층 사이에 기계적 링키지(linkage)를 생성하기 위하여 부분적으로는 상기 제 1 층 내에 내장되며 부분적으로는 상기 제 2 층 내에 내장되는 느슨한 섬유(loose fiber)로 만들어진 제 3 층에 의해 상호연결된 실리콘으로 만들어진 상기 제 1 층 및 실리콘으로 만들어진 상기 제 2 층을 포함하며,
상기 제 1 층에 인접한 상기 제 3 층의 부분 및 상기 제 2 층에 인접한 상기 제 3 층의 부분은 실리콘으로 코팅된 섬유 가닥(strand)들을 포함하는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 층은 폴리에스테르 섬유로 만들어지는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 층의 적어도 부분은 상기 실리콘 폴리머가 경화되지 않은 동안 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층 중 적어도 하나 내에 내장되는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 층의 상기 복수의 뒤얽힌 섬유 필라멘트들 중 적어도 부분은 상기 제 1 층과 상기 제 2 층을 연결하는 섬유의 기계적 링키지를 생성하기 위하여 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층 둘 모두 내에 내장되는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시뮬레이션된 조직 구조체는, 상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이에 위치된 함유물을 더 포함하는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 함유물은 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층 중 적어도 하나에 부착되는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 함유물은, 시뮬레이션된 해부학적 구조체, 장기, 혈관 구조체, 신경, 조직, 종양, 전립선, 전립선 계통, 정맥, 혈관, 및 루멘으로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 함유물은 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층 중 적어도 하나 내에 내장되는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 층 및 상기 제 2 층 중 적어도 하나는 약 1.0 밀리미터 내지 5.0 밀리미터 사이의 두께를 갖는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 함유물은 상기 제 1 층 또는 상기 제 2 층 중 하나에 연결되는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 함유물의 적어도 부분은 상기 제 1 층 또는 제 2 층 중 하나 내에 내장되는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 함유물은, 상기 제 1 함유물이 착탈가능하도록 상기 제 3 층과 상기 제 4 층 사이에 위치되는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시뮬레이션된 조직 구조체는 상기 제 3 층의 상기 하부 표면에서 상기 제 3 층에 부착되는 제 2 함유물을 더 포함하며, 상기 제 3 층은 상기 제 2 함유물 내에 부분적으로 내장되는 내장된 부분 및 상기 제 3 층의 상기 하부 표면으로부터 연장하는 연장 부분을 획정하고, 상기 연장 부분은 상기 제 1 층의 상기 상부 표면에서 상기 제 1 층 내에 내장되는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 함유물은, 인공 전립선, 인공 정낭, 인공 방광, 인공 요도, 및 인공 정관 중 하나 이상으로서 구성되는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시뮬레이션된 조직 구조체는,
제 3 루멘을 획정하는 내부 표면 및 외부 표면을 갖는 제 3 튜브로서, 상기 제 3 튜브는 상기 제 1 루멘 내부에 위치되는, 상기 제 3 튜브; 및
제 4 루멘을 획정하는 내부 표면 및 외부 표면을 갖는 제 4 튜브로서, 상기 제 1 튜브는 상기 제 3 루멘 내부에 위치되는, 상기 제 4 튜브를 더 포함하는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 4 튜브는 상기 제 3 튜브에 대하여 편심인, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 튜브의 상기 중간 층은 폴리에스테르 섬유로 만들어지며, 상기 제 1 튜브의 상기 내부 층 및 외부 층은 실리콘으로 만들어지는, 시뮬레이션된 조직 구조체.
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 튜브의 상기 외부 층은 투명하거나 또는 백색이며, 상기 제 2 튜브의 상기 내부 층은 백색 폴리에스테르 섬유이고, 상기 제 1 튜브의 상기 중간 층은 백색인, 시뮬레이션된 조직 구조체.