Hamburg. Für einen neu eingeführten Ausbildungsabschnitt in der Ersthelferausbildung des Sanitätsdienstes der Bundeswehr hat das OpenLab Hamburg am Laboratorium Fertigungstechnik (LaFT) der Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg innerhalb weniger Wochen ein medizinisches Trainingsmodell entwickelt. Entstanden ist eine kompakte, robuste und mehrfach verwendbare Lösung, die in enger Abstimmung mit der Sanitätsakademie der Bundeswehr (SanAkBw) erarbeitet wurde.
Nadeldekompression beim Spannungspneumothorax als neuer Ausbildungsinhalt
Mit der Umstellung der Ausbildung vom Ersthelfer‑A zum erweiterten Ersthelfer‑A/CLS wurden zusätzliche medizinische Maßnahmen in den Ausbildungsgang aufgenommen. Dazu gehört auch die Entlastungspunktion bei einem Spannungspneumothorax. Dabei handelt es sich um eine lebensbedrohliche Situation: Luft sammelt sich im Brustraum und setzt die Lunge zunehmend unter Druck. Um den lebensgefährlichen Zustand zu beheben, muss der Druck durch eine Punktion mit einer Nadel schnell reduziert werden.
„Ein Spannungspneumothorax kann beispielsweise infolge von Explosionen oder Schussverletzungen im Brustbereich auftreten und erfordert eine rasche Entlastung mittels Nadel. Deshalb ist es wichtig, diese Maßnahme bereits früh zu vermitteln“, erklärt Oberfeldarzt (OFA) Priv.-Doz. Dr. Patrick Mayr von der Sanitätsakademie der Bundeswehr.
Für diesen neu eingeführten Ausbildungsabschnitt wurden schnell geeignete Trainingsmodelle benötigt. Über reguläre Beschaffungswege waren diese kurzfristig jedoch nicht verfügbar. Vor diesem Hintergrund entstand eine Kooperation zwischen Referat III „Technologiegestützte Ausbildung“, dem Fachbereich A2 „Klinische und präklinische Einsatzmedizin“, der Sanitätsakademie der Bundeswehr und der Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg.
Schnelle Entwicklung von Trainingsmodellen im OpenLab Hamburg
Auf Anfrage der Sanitätsakademie der Bundeswehr entwickelte das Team des OpenLab Hamburg unter der Leitung von Dr.–Ing. Tobias Redlich (Fakultät für Maschinenbau) innerhalb kurzer Zeit erste Prototypen, die in enger Abstimmung fortlaufend weiterentwickelt wurden.
In weniger als vier Wochen entstanden so am Laboratorium Fertigungstechnik das finale Design, die erforderlichen Gussformen sowie eine Kleinserie von 100 belastbaren und anatomisch realistischen Trainingsmodellen – Entwicklung, Anpassung und Fertigung griffen dabei eng ineinander.
Für die Umsetzung waren zeitweise bis zu 20 3D-Drucker parallel im Einsatz. Ein Brustkorbmodell benötigt je nach Gerät zwischen 10 und 30 Stunden, in den meisten Fällen jedoch weniger als 16 Stunden. Gleichzeitig dazu wurden die insgesamt zehn Gussformen für die Silikonschichten gefertigt, deren Herstellung pro Formhälfte bis zu 24 Stunden dauern kann. Daran schlossen sich die Gieß- und Aushärteprozesse an, in denen die Gewebe- und Hautstrukturen entstehen.
Ein erheblicher Teil des Herstellungsaufwands lag in der Handarbeit: Die Silikonschichten wurden gegossen, zugeschnitten und ausgestanzt, anschließend wurde die aufliegende „Haut“ präzise angepasst. Gerade diese Schritte machten den arbeitsintensivsten Teil des Gesamtprozesses aus.
Anforderungen an realitätsnahe medizinische Trainingsmodelle
Aus Sicht der Sanitätsakademie der Bundeswehr musste das Trainingsmodell mehrere Anforderungen zugleich erfüllen: Es sollte schnell verfügbar, anatomisch korrekt, realitätsnah in der Anwendung und zugleich robust sein. Hinzu kam ein weiterer Aspekt, der für den späteren Einsatz in der Truppe von Bedeutung ist: Das Modell sollte so angelegt sein, dass es perspektivisch auch vor Ort hergestellt werden kann.
Gerade diese Kombination macht den neuen Simulator besonders relevant. Bislang war kein vergleichbares Modell flächendeckend in der Truppe verfügbar. Eine externe Beschaffung hätte deutlich mehr Zeit in Anspruch genommen und die Durchführung des neuen Ausbildungsabschnitts erheblich verzögert.
Vom Prototyp zur praxistauglichen Lösung
Ein erster Prototyp wurde bereits im Rahmen der multinationalen EUMAM-Ausbildung getestet. Die Rückmeldungen aus dieser Erprobung flossen in die überarbeitete Version ein. Parallel dazu wird ein Fragebogen zur wissenschaftlichen Auswertung vorbereitet, um die Nutzung des Modells systematisch zu begleiten.
Damit verbindet das Projekt unmittelbaren praktischen Nutzen mit einem wissenschaftlichen Anspruch: Die Entwicklung orientiert sich nicht allein an technischen Möglichkeiten, sondern an den konkreten Anforderungen der späteren Anwendung.
Interdisziplinäre Entwicklung und digitale Fertigung unter Zeitdruck
Unter erheblichem Zeitdruck musste eine Lösung entwickelt werden, die unterschiedliche fachliche Anforderungen zusammenführt.
„Die größte Herausforderung lag in der Interdisziplinarität: Anforderungen aus Medizin, Medizintechnik und Ausbildung mussten wir aus Ingenieurssicht erschließen und unter erheblichem Zeitdruck in eine technische Lösung und ein Produktionskonzept überführen. Möglich wurde das durch unsere Erfahrung in solchen Projekten und den Einsatz digitaler Fertigungsmethoden im OpenLab“, so Dr.–Ing. Tobias Redlich.
Digitale Fertigungsmethoden spielten dabei eine zentrale Rolle. Sie ermöglichten es, Entwicklung und Herstellung eng miteinander zu verzahnen und in kurzer Zeit zu einer belastbaren Lösung zu gelangen.
Neues Trainingsmodell ermöglicht Produktion direkt in der Truppe
Der praktische Mehrwert des neuen Modells liegt vor allem in seiner Ausrichtung auf den Ausbildungsalltag: Es ist kompakt, robust und mehrfach verwendbar.
„Bislang gab es keinen vergleichbaren Simulator, der flächendeckend in der Truppe verfügbar war. Eine externe Beschaffung hätte deutlich länger gedauert und im Zweifel dazu geführt, dass dieser Ausbildungsabschnitt zunächst nicht hätte durchgeführt werden können. Ein wesentlicher Vorteil liegt daher darin, dass das Modell perspektivisch eigenständig und ressourcenschonend in der Truppe hergestellt werden kann – einschließlich von Verbrauchsmaterialien wie der simulierten ‚Haut‘. Aufwendige Nachbestellungen über den Versorgungsweg entfallen damit, und die Ausbildung bleibt dauerhaft realitätsnah umsetzbar“, betont OFA Priv.-Doz. Dr. Patrick Mayr.
Zusammenarbeit von Wissenschaft und Praxis
Das Projekt zeigt exemplarisch, wie an der Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg wissenschaftliche Expertise, digitale Fertigungstechnologien und institutionelle Zusammenarbeit zusammenwirken können. Der Bedarf kam aus der Praxis, die Entwicklung erfolgte in enger Abstimmung mit den Bedarfsträgern, und die Umsetzung konnte in kurzer Zeit in eine konkrete Produktlösung überführt werden.
Damit steht das Vorhaben zugleich für einen Ansatz, der über den konkreten Einzelfall hinausweist: Lösungen werden nicht abstrakt entwickelt, sondern gemeinsam mit denjenigen, die sie später anwenden. Gerade in zeitkritischen Situationen kann daraus ein erheblicher Mehrwert entstehen.