Vores primære udfordring består i at identificere egnede materialer til fremstilling af såkaldte ultralydsfantomer. Ultralydsfantomer er gelémodeller af menneskeligt væv og anatomiske strukturerer. Ultralydsfantomer bruges til træning i alt fra basal brug af ultralyd til avancerede procedurer som f.eks. udtagning af blod fra navlestrengen på et foster i en gravid mave.

Den nuværende produktionsmetode består af design af 3D-model, 3D-print af positiv form, støbning af negativ silikoneform, støbning af fantomet i silikoneformen og efterbehandling. Den anvendte gel er en ballistisk gel fra Humimic (humimic.com) bestående af en ukendt/hemmelig mineralsk olie og polymer. Gelen opvarmes til 110 grader Celsius og varmebehandles i formen i tre timer for at fjerne luftbobler, idet luft standser eller spreder ultralydssignalet hvormed billedet forringes.

Vi har forsøgt at fjerne luft ved brug af vacuumkammer, men gelen størkner for hurtigt. Luftudviklingen kan reduceres ved brug af CNC-fræsede aluminiumsforme, men det er omkostningstungt og begrænser muligheden for hurtige iterationer af prototyper. I øjeblikket er vi derfor ved at undersøge om støbeformen kan 3D-printes direkte i et varmestabilt materiale.

Vi ønsker at identificere eller udvikle et alternativt materiale til fremstilling af ultralydsfantomer. For at være egnet, skal flere egenskaber kunne styres:
– Ekkogenicitet: i hvor høj grad reflekterer materialet ultralydsbølgerne ved scanning. Jo højere refleksion, jo lysere billede. Dette bruges til at simulere forskellige vævstyper. Med de nuværende olie-baserede geler, kan dette styres ved forskellige tilsatser, f.eks. glassfærer og grafitpulver, men det er vanskeligt at styre bundfældning under opvarmning.

• Hårdhed: modstand mod tryk med ultralydshovedet, f.eks. er fedtvæv blødere end muskel og knogle.
• Heling: når der stikkes med en nål i fantomet efterlades et nålespor som kan minimeres med ”selvhelende” geler.
• Genbrugelighed: ved end-of-life skal fantomet gerne kunne genbruges til at støbe et nyt fantom.
• Toxicitet: Selvom ultralydsfantomerne ikke bruges patientnært, skal materialet være non-toxisk ved fremstilling og brug, og må ikke smitte af på ultralydshovedet.
• – Evt. 3D-printbart: ideelt kan materialet (på sigt) printes direkte på en modificeret 3D-printer, hvorved anatomi og ekkogenicitet kan styres præcist.