BRPI0901698A2 - live tissue simulator material and its use - Google Patents
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Abstract
MATERIAL SIMULADOR DE TECIDOS VIVOS E SEU USO. A presente invenção aplica-se ao campo das Ciências da Saúde, como Medicina, Odontologia e Medicina Veterinária, proporcionando um material simulador com características mais semelhantes aos tecidos vivos, especialmente para a simulação da pele e gengiva, que é efetivo no desenvolvimento da técnica e da habilidade manual para a prática de manobras cirúrgicas como de incisões, divulsões e suturas. O material simulador consiste preferencialmente em um polimero em emulsão, água, amoníaco, carbonato de cálcio, antiespumante e espessante.SIMULATING MATERIAL FOR LIVING FABRICS AND THEIR USE. The present invention applies to the field of Health Sciences, such as Medicine, Dentistry and Veterinary Medicine, providing a simulator material with characteristics more similar to living tissues, especially for the simulation of the skin and gums, which is effective in the development of the technique and manual ability to practice surgical maneuvers such as incisions, divulsions and sutures. The simulator material preferably consists of an emulsion polymer, water, ammonia, calcium carbonate, defoamer and thickener.
Description
MATERIAL SIMULADOR DE TECIDOS VIVOS E SEU USOLIVE TISSUE SIMULATOR MATERIAL AND ITS USE
Campo de AplicaçãoApplication field
A presente invenção aplica-se de maneirageral ao campo das Ciências da Saúde, como Medicina,Odontologia e Medicina Veterinária e mais especificamente, aocampo da simulação de tecidos vivos, por meio de materiaisque podem ser utilizados no desenvolvimento da técnica e dahabilidade manual de manobras cirúrgicas.The present invention is generally applicable to the field of Health Sciences, such as Medicine, Dentistry and Veterinary Medicine and more specifically, the field of simulation of living tissues, using materials that can be used in the development of the technique and manual ability of surgical maneuvers. .
Estado da TécnicaState of the Art
Ebram Neto et al., em 1998, citam que oconhecimento e o treinamento adequado dos princípios básicosda cirurgia podem não só aprimorar a experiência como tambémevitar complicações que são tão temidas nos procedimentoscirúrgicos. Os autores sugeriram um modelo adaptado de umaprancha elaborada pela Ethicon utilizando alumínio e fibra devidro para a realização de nós e suturas cirúrgicas da áreamédica.Ebram Neto et al., In 1998, mention that knowledge and proper training of the basic principles of surgery can not only enhance the experience but also prevent complications that are so feared in surgical procedures. The authors suggested a model adapted from a board made by Ethicon using aluminum and fiberglass to perform knots and surgical sutures of the medical area.
Embora os procedimentos cirúrgicosnormalmente requeiram alto nível de conhecimento e precisãomotora, segundo Custers et al., (1999), surpreendentemente, aaquisição de habilidade técnica cirúrgica tem recebido poucaou quase nenhuma atenção na literatura especializada.Although surgical procedures usually require a high level of knowledge and motor precision, according to Custers et al. (1999), surprisingly, the acquisition of surgical technical skill has received little or no attention in the specialized literature.
Não existem padrões definidos para odesenvolvimento da técnica e da habilidade manual de manobrascirúrgicas, especialmente a respeito do tempo e do número derepetições de cada passo cirúrgico até que um técnico, emtreinamento, esteja completamente qualificado. Na áreamédica, alguns estudos têm mostrado o número de repetiçõesnecessárias para qualificar um profissional para a realizaçãode cirurgias proctológicas e oncológicas usando laser(Novelli et al. 2008).There are no defined standards for the development of the technique and manual skill of surgical maneuvers, especially regarding the time and number of repetitions of each surgical step until a technician in training is fully qualified. In the medical field, some studies have shown the number of repetitions necessary to qualify a professional to perform proctologic and oncologic surgeries using laser (Novelli et al. 2008).
Segundo Reznick e MacRae (2006), asoportunidades para o aprendizado com pacientes tem diminuídoe o interesse em modelos laboratoriais, especificamentedestinado ao ensino de técnica cirúrgica, tem aumentadobastante. Nesse modelo de ensino, técnicas cirúrgicas básicassão ensinadas e praticadas em manequins e simuladores com oobjetivo de preparar melhor os graduandos para as atividadesclínicas. Grande variedade de opções são utilizadas emprogramas de treinamento cirúrgico, incluindo manequins,realidade virtual, animais vivos, cadáveres humanos e ossimuladores de alta performance.According to Reznick and MacRae (2006), the opportunities for learning with patients have decreased and the interest in laboratory models, specifically aimed at teaching surgical technique, has increased greatly. In this teaching model, basic surgical techniques are taught and practiced on mannequins and simulators in order to better prepare students for clinical activities. A wide range of options are used in surgical training programs, including mannequins, virtual reality, live animals, human corpses and high performance ossulators.
Marzolat em 1975, descreveu como recurso paratreinamento de técnica cirúrgica a utilização de laranja. Em1977, Carvalho e Saad Neto sugeriram o uso de língua bovina.In 1975, Marzolat described as a resource for the training of surgical technique the use of orange. In 1977, Carvalho and Saad Neto suggested the use of bovine tongue.
Roberts et al. (1992) também sugeriram aconstrução de um modelo de gesso e resina epóxica que permitea prática de incisões, divulsão e sutura, onde a gengiva(tecido mole) é simulado por uma "máscara" de siliconecolocada sobre o modelo.Roberts et al. (1992) also suggested the construction of a model of plaster and epoxy resin that allows the practice of incisions, divulsion and suture, where the gum (soft tissue) is simulated by a silicon "mask" placed over the model.
A utilização de peças anatômicas de cadávereshumanos foi sugerida por Barber et al. (1993) relatando apossibilidade de realizar procedimentos cirúrgicos comoincisões, retalhos e suturas. Apesar de bem aceito e avaliadopelos usuários, os autores relatam a problemática do altocusto do método.Custers et al. (1999) utilizaram pé de porcopara avaliar o desempenho de alunos na remoção de uma lesãode pele e posterior sutura.The use of anatomical human cadaver parts has been suggested by Barber et al. (1993) reporting the possibility of performing surgical procedures such as incisions, flaps and sutures. Although well accepted and evaluated by users, the authors report the problem of the high cost of the method.Custers et al. (1999) used a pig's foot to evaluate students' performance in removing a skin lesion and subsequent suture.
Togashi et al. (2006) apresentaram umaatividade laboratorial com mandibula de porco para otreinamento de técnicas cirúrgicas periodontais.Togashi et al. (2006) presented a laboratory activity with pig's jaw for the training of periodontal surgical techniques.
A maioria dos manequins utilizados atualmentepara esse tipo de treinamento são feito de resina com a partecorrespondente ao tecido mole (gengiva) confeccionadaseparadamente e que é apenas sobreposta sobre a outra parte(dentes e osso).Most of the dummies currently used for this type of training are made of resin with the soft tissue (gum) part made separately and which is only superimposed over the other part (teeth and bone).
Em recentes buscas de patentes relacionadasao estado da técnica, foram encontradas as publicaçõescomentadas a seguir.In recent patent searches related to the prior art, the following commented publications have been found.
A US2,780,002 (Shea et al.) provê um modelode cavidade bucal em que a gengiva nele simulada serve apenaspara treinamento de incisão com bisturi com o objetivo deremoção de dentes,não se aplicando a outras manobras, nãosimulando outros tecidos vivos. Também não se aplica aotreinamento da técnica cirúrgica de deslocamento oureposicionamento de um retalho, como proporcionados pelapresente invenção.US2,780,002 (Shea et al.) Provides a model of the oral cavity in which the simulated gingiva serves only for scalpel incision training for the purpose of tooth removal, not applying to other maneuvers, not mimicking other living tissues. Neither is it applicable to training the surgical technique of dislocation or repositioning of a flap as provided by the present invention.
A patente FR2651353 (Auroy) trata de ummodelo que se aplica à simulação dos órgãos bucais, em que aspartes moles da boca são reproduzidas por elastômeros, sendoestes, polímeros de silicone.FR2651353 (Auroy) deals with a model that applies to the simulation of the buccal organs, in which the soft parts of the mouth are reproduced by elastomers, being these, silicone polymers.
A publicação W00036577 (Norman) revela ummétodo de fabricação de tecido corporal em várias camadas depoliuretano ou gel termoplástico. Trata-se de uma composiçãode camadas heterogêneas, objetivando a simulação de um modeloda coluna vertebral.Publication W00036577 (Norman) discloses a multi-layer body tissue manufacturing method of polyurethane or thermoplastic gel. It is a composition of heterogeneous layers, aiming to simulate a model of the spine.
A publicação W0003873 (Edwardes) revela o usode uma almofada de espuma de polímero, simulando um tecidocorporal para aplicação no ensino de técnicas para oclusão deferidas, especificando uma faixa de densidade para a mesma.Publication W0003873 (Edwardes) discloses the use of a polymer foam pad, simulating a body tissue for application in teaching deferred occlusion techniques, specifying a density range thereon.
A US5,775,916 (Carolyn et al.) trata demétodo de elaborar várias formas de estrutura simulandotecido corporal para treinamento cirúrgico que compreende amoldagem de material elastomérico como espuma de látex e comutilização de selantes de silicone.US5,775,916 (Carolyn et al.) Deals with the method of designing various forms of simulated and woven body structure for surgical training which comprises molding elastomeric material such as latex foam and the use of silicone sealants.
A US5, 120,229 (Dorsey et al.) trata de ummodelo odontológico onde pode ser aplicada uma gengivaartificial feita de elastômero com determinadascaracterísticas físicas. Não trata de material que simula umtecido vivo de ampla utilização.US5, 120,229 (Dorsey et al.) Deals with a dental model where an artificial gum made of elastomer with certain physical characteristics can be applied. It is not a material that simulates widespread living tissue.
Os documentos citados revelam material,componentes e forma de apresentação e obtenção bastantediversos dos caracterizados na presente invenção,apresentando deficiências e desvantagens a seguir comentadas.The abovementioned documents disclose material, components and form of presentation and obtainment quite diverse of those characterized in the present invention, having shortcomings and disadvantages commented below.
De fato, os materiais simuladores atualmenteexistentes no mercado para treinamento de técnica cirúrgicaapresentam como principal deficiência a não-aderência aoutros materiais, não havendo união à camada adjacente, o queé indispensável para permitir a realização da manobra dedivulsão, com sensação próxima do real.Outra deficiência apresentada pelos materiaisatualmente utilizados consiste na baixa fidelidade dareprodução de tecidos vivos que são unidos entre si.In fact, the simulators currently available in the market for surgical technique training present the main deficiency as non-adherence to other materials, without joining the adjacent layer, which is indispensable to allow the performance of the thrust maneuver, with a sensation close to the real. presented by the materials currently used is the low fidelity of reproduction of living tissues that are joined together.
Ainda outra deficiência é não proporcionaremadequado grau de flexibilidade, maleabilidade, elasticidade emaciez, de modo a poder melhor simular a matéria viva.Yet another deficiency is that it does not provide adequate degree of flexibility, suppleness, elasticity and softness so that it can better simulate living matter.
Outra deficiência, que também dificulta otreinamento adequado dos profissionais de saúde, quanto aotempo e número de repetições necessárias, é o alto custo dosmateriais desenvolvidos com alta tecnologia para esse fim,como por exemplo; os simuladores Kavo.Another deficiency, which also hinders the proper training of health professionals, regarding the time and number of repetitions needed, is the high cost of high technology materials developed for this purpose, such as; the Kavo simulators.
Tais deficiências não transmitem a impressãode realidade na simulação e realização das manobras, nãoproporcionam adequada sensação táctil, nem adequadamanipulação por instrumentos.Such deficiencies do not convey the impression of reality in the simulation and performance of maneuvers, nor provide adequate tactile sensation, nor adequate instrument manipulation.
Objetivos da invençãoObjectives of the invention
É o principal objetivo da invençãoproporcionar um material com características mais semelhantesaos tecidos vivos, especialmente para a simulação da pele egengiva.It is the main object of the invention to provide a material having more similar characteristics to living tissues, especially for the simulation of gingival skin.
É ainda um objetivo da invenção proporcionarum material que seja efetivo no desenvolvimento da técnica ehabilidade manual para a prática de manobras cirúrgicas comoincisão, divulsão e sutura.It is a further object of the invention to provide a material that is effective in developing the technique and manual skill for practicing surgical maneuvers such as incision, divulsion and suturing.
É ainda objetivo da invenção proporcionar umproduto de custo compatível, acessível a universidades eprofissionais da área, permitindo a quantidade de repetiçõesnecessárias até o aprimoramento da técnica e habilidademotora.It is a further object of the invention to provide a cost-effective product, accessible to universities and professionals in the field, allowing the amount of repetitions needed until the technique and skill enhancement are improved.
Finalmente, é um objetivo da invençãoproposta, proporcionar um material simulador de tecidos vivosque possa ser utilizado com maior eficácia no desenvolvimentoda técnica e da habilidade manual de manobras cirúrgicas.Finally, it is an object of the proposed invention to provide a living tissue simulating material that can be used most effectively in the development of the technique and manual skill of surgical maneuvers.
Descrição da InvençãoDescription of the Invention
Os objetivos acima são atingidos através dainvenção proposta que consiste, preferencialmente, em umpolímero em emulsão, água, amoníaco, carbonato de cálcio,antiespumante e espessante.The above objectives are achieved by the proposed invention consisting preferably of an emulsion polymer, water, ammonia, calcium carbonate, defoamer and thickener.
A massa obtida resulta de combinações dassubstâncias relacionadas abaixo, podendo ser em proporçõesdiversas, mas basicamente, dentro das faixas a seguirindicadas.The mass obtained results from combinations of the substances listed below, which may be in different proportions, but basically within the following ranges.
<table>table see original document page 7</column></row><table>As combinações entre os elementos componentesgarantem características físicas diversas, a massa finalobtida resultando em grande similaridade com diversos dostecidos do organismo que apresentam consistência e textura deinteresse.<table> table see original document page 7 </column> </row> <table> The combinations between the component elements guarantee diverse physical characteristics, the final mass obtained resulting in great similarity with various body tissues that have consistency and texture of interest.
Variações nas proporções dos componentes dafórmula resultam em diversas consistências, com maior oumenor grau de flexibilidade, maleabilidade, elasticidade emaciez, o que amplia as possibilidades de utilização emaplicações específicas. O que permite criar camadas comcaracterísticas distintas, simulando com maior fidelidade osdiferentes planos do corpo.Variations in the proportions of the components of the formula result in several consistencies, with a greater degree of flexibility, malleability, elasticity and softness, which expands the possibilities of use and specific applications. This allows to create layers with distinct characteristics, simulating with greater fidelity the different planes of the body.
A utilização de mais carga (calcita esimilares) na composição deixa o material mais rígido efirme, representando melhor certos tecidos como o periósteo emúsculo (fórmula 1). Já as composições com menos cargatornam-se mais flexíveis, elásticas e macias, sendo similaresa estruturas como pele, mucosa e gengiva de determinadasáreas (fórmula 2) .The use of more filler (similar calcite) in the composition makes the material stiffer and firmer, better representing certain tissues such as the lower periosteum (formula 1). On the other hand, the compositions with less weight become more flexible, elastic and soft, being similar to structures such as skin, mucosa and gums of certain areas (formula 2).
Exemplos dessas formulações:Examples of such formulations:
<table>table see original document page 8</column></row><table><table> table see original document page 8 </column> </row> <table>
Essas propriedades permitem a realização detécnicas cirúrgicas como o deslocamento de retalhos (porçõesde tecido) de um local para outro.Na área médica, por exemplo, em região quesofreu queimadura grave com falta de tecidos e pele; na áreaodontológica, a elasticidade do material permite que o mesmo,simulando a gengiva, possa recobrir uma área de retraçãogengival (ver figuras 5 e 6).These properties allow surgical techniques such as the displacement of flaps (portions of tissue) from one location to another. In the medical area, for example, in a region where there was severe burn with lack of tissues and skin; In the dental area, the elasticity of the material allows it, simulating the gum, to cover a gingival retraction area (see figures 5 and 6).
O material simulador objeto da invenção, porsuas características técnicas especificas, pode ser aplicadosobre outros materiais como gesso, resina, madeira, tecidos,espuma, EVA e outros, formando camadas mais finas ou maisespessas, dependendo do tipo de aplicação.The simulating material object of the invention, due to its specific technical characteristics, can be applied to other materials such as plaster, resin, wood, fabrics, foam, EVA and others, forming thinner or thicker layers, depending on the type of application.
A aplicação direta sobre outros materiaispossibilita que ele fique aderido, suprindo a deficiência deoutros que não têm união à camada adjacente.Direct application to other materials enables it to adhere, thereby addressing the deficiency of others that have no bond to the adjacent layer.
O material objeto da invenção proporcionaainda maior fidelidade de reprodução dos tecidos vivos quesão unidos entre si.The material object of the invention provides even greater reproductive fidelity of living tissues which are joined together.
Devido à sua consistência macia o materialobjeto da invenção permite a realização de cortes (incisões)de forma muito semelhante a alguns tecidos, como é o caso dapele e da gengiva.Due to its soft consistency the object material of the invention allows the making of cuts (incisions) very similar to some tissues, such as the skin and gum.
Por ser flexível e maleável e estar aderido àcamada adjacente, ele proporciona a sensação táctil deseparar tecidos em contigüidade (divulsão), a quem omanuseia.Because it is flexible and pliable and adheres to the adjacent layer, it provides the tactile sensation of detaching contiguous tissues (divulsion), which it handles.
Sua relativa elasticidade permite "esticar"uma porção do material, sendo por isso possível simularalgumas técnicas cirúrgicas de deslocamento oureposicionamento de um retalho.A flexibilidade e a resistência do materialda invenção permitem que ele seja manipulado adequadamentepelos instrumentos e também que as suturas possam serrealizadas mantendo peculiaridades semelhantes aos tecidosvivos. Assim, por exemplo, os pontos podem ficar frouxos oufranzidos e manobras bruscas e sem controle rompem omaterial, da mesma maneira que ocorre na realidade com apele, gengiva etc.Its relative elasticity allows it to "stretch" a portion of the material, making it possible to simulate some surgical techniques for shifting or repositioning a flap. The flexibility and strength of the material of the invention allow it to be properly manipulated by the instruments and also that the sutures can be performed while maintaining peculiarities. similar to living tissues. Thus, for example, the stitches may become loose or tangled and sudden, uncontrolled maneuvers break the material, just as in reality with skin, gums, and so on.
As propriedades acima citadas dão ao materialda invenção características muito similares aos tecidosvivos, permitindo o treinamento laboratorial de técnicascirúrgicas com custo menor e sem as desvantagens dos métodosaté então utilizados.The aforementioned properties give the material of the invention very similar characteristics to living tissues, enabling laboratory training of lower cost surgical techniques and without the disadvantages of the methods previously employed.
De fato, o uso de cadáveres, além do altocusto, da dificuldade cada vez maior de sua obtenção e danecessidade de infra-estrutura para sua manutenção econservação, nem sempre preserva as características originaisdos tecidos devido aos processos de conservação;principalmente em função da utilização do formol, que causaalterações teciduais como o aumento da rigidez.In fact, the use of corpses, besides the high cost, the increasing difficulty of obtaining them and the lack of infrastructure for their maintenance and preservation, does not always preserve the original characteristics of the tissues due to the conservation processes, mainly due to the use of the material. formaldehyde, which causes tissue changes such as increased stiffness.
As mandíbulas, pés de porco ou outras partesde animais, apesar de serem obtidas com relativa facilidade ebaixo custo em açougues ou frigoríficos, tem a desvantagem denecessitar de refrigeração e de ser utilizada em pouco tempopois logo sofrem processo de deterioração.Although the jaws, feet of pigs or other parts of animals, although relatively easily obtainable and inexpensive in butchers or refrigerators, has the disadvantage that it needs refrigeration and to be used in a short time soon deteriorate.
No caso da gengiva, os modelos encontradosnormalmente no mercado brasileiro são em geral, feitos comuma "máscara" de borracha, ou silicone, confeccionada à partee colocada sobre um manequim com dentes e osso em resina, oque difere muito da situação real onde gengiva e mucosa sãounidas ao osso e às estruturas adjacentes.In the case of gum, the models commonly found in the Brazilian market are usually made with a rubber or silicone "mask", made separately and placed on a mannequin with resin teeth and bone, which differs a lot from the real situation where gum and mucosa. are attached to the bone and adjacent structures.
A invenção poderá ser melhor compreendidaatravés das figuras ilustrativas que seguem, acompanhadas desuas explicações.The invention may be better understood through the following illustrative figures, accompanied by their explanations.
A Figura 1 ilustra a "máscara" de borracha ousilicone que é utilizada na maioria dos manequins parasimular gengiva e é colocada sobre a outra parte que simulaos dentes e o osso, sem qualquer tipo de união com essacamada adjacente. Essa deficiência é comum em diversosmodelos utilizados pelo estado da técnica.Figure 1 illustrates the ousilicone rubber "mask" that is used on most gum parasimular dummies and is placed over the other part that simulates teeth and bone without any joining with this adjacent layer. This deficiency is common in several models used by the state of the art.
A Figura 2 ilustra o material simuladorobjeto da invenção, que fica aderido ao modelo, que pode serde gesso, por exemplo, sendo divulsionado (descolado) dacamada adjacente, simulando um procedimento real. Essacaracterística traz semelhança e realidade ao treinamento.Figure 2 illustrates the simulated object material of the invention, which is adhered to the model, which may be of plaster, for example, being detached from the adjacent bed, simulating a real procedure. This feature brings similarity and reality to training.
A Figura 3 ilustra o material simuladorobjeto da invenção sendo utilizado em consistências diversassimulando diferentes tipos de planos teciduais existentes,nesse exemplo, no antebraço. Composições com mais carga sãousadas representando estruturas mais rígidas; as com menoscarga simulam as camadas teciduais mais macias e flexíveis. Afigura mostra a manobra de divulsão de planos adjacentesfeita com tesoura.Figure 3 illustrates the subject simulator material of the invention being used in diverse consistencies simulating different types of tissue planes existing, in this example, in the forearm. More loaded compositions are used representing stiffer structures; the lesser ones simulate softer and more flexible tissue layers. The figure shows the adjacent plane breakdown maneuver made with scissors.
A Figura 4 representa um corte transversal doantebraço mostrado na figura anterior. Ela ilustra osdiferentes planos teciduais que podem ser simuladosutilizando-se consistências diversas, dependendo dasproporções usadas e da possibilidade de se mesclar outrostipos de materiais (gesso, resina, madeira, tecidos, espuma,EVA etc).Figure 4 is a cross section of the arm shown in the previous figure. It illustrates the different tissue planes that can be simulated using different consistencies, depending on the proportions used and the possibility of mixing other types of materials (plaster, resin, wood, fabrics, foam, EVA etc).
As Figuras 5a, 5b e 5c ilustram o materialsimulador objeto da invenção sendo utilizado para arealização da técnica de retalho de gengiva, deslocadocoronariamente para recobrir uma retração gengival. Aconsistência mais flexível, quando há menos carga, permiteesse tracionamento do material.Figures 5a, 5b and 5c illustrate the materialsimulator object of the invention being used for carrying out the gingival flap technique, offset coronarily to cover a gingival retraction. More flexible consistency, when there is less load, would allow material traction.
As Figuras 6a e 6b ilustram o materialsimulador objeto da invenção sendo utilizado para arealização da técnica de retalho deslocado de pele pararecobrir uma região com deficiência de tecido. O materialmais externo tem uma consistência mais flexível com menoscarga, que permite esse tracionamento; e o mais interno, comquantidade maior de carga, mais rígido.Figures 6a and 6b illustrate the material simulator object of the invention being used for carrying out the displaced skin flap technique to cover a tissue deficient region. The outermost material has a more flexible consistency with less load, which allows this traction; and the more internal, with the largest amount of load, the most rigid.
Claims (6)
Priority Applications (1)
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| BRPI0901698 BRPI0901698A2 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | live tissue simulator material and its use |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| BRPI0901698 BRPI0901698A2 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | live tissue simulator material and its use |
Country Status (1)
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-
2009
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