NVvH voor leden

Verkrijg hier toegang tot exclusieve NVvH ledencontent.

3D Printing

Het onderwerp innovatie staat hoog op de agenda van de Nederlandse Vereniging voor Heelkunde (NVvH). En dat is niet voor niets! Binnen de heelkunde vindt veel vernieuwing plaats. Het is belangrijk om goede initiatieven onderling uit te wisselen.

In dit artikel volgen we Lars Brouwers, derdejaars aios heelkunde, die samen met chirurgen Mike Bemelman en Jan Heyligers pioniert in het 3D lab van het Elisabeth-Tweesteden Ziekenhuis (ETZ). Zij worden ondersteund door Technische Geneeskunde studenten van de TU Twente en TU Delft. Er worden 3D prints ingezet voor operaties en er worden eerste stappen gezet met Augmented Reality. Het doel? Betere patiëntenzorg.
 

Innovatieve techniek
Bemelman: ‘3D printen is een innovatieve technologie die binnen veel medisch specialismen wordt toegepast. Denk bijvoorbeeld aan cardiale-, neuro-, aangezichts-, spinale- en orthopedische chirurgie. Op dit moment printen we vooral anatomische modellen, mallen en op maat gemaakte implantaten en protheses. Maar in de toekomst zal het ook mogelijk worden om weefsel, organen en medicijnen te printen. Iets dat we aan het begin van deze eeuw nog niet voor mogelijk hadden gehouden!

Low Cost en Idiot Proof
Aan het eind van dit jaar hoopt Lars Brouwers te promoveren. Onderwerp van zijn promotie: ‘Optimizing patient outcomes of pelvic fractures; measuring health-related quality of life and 3D-printing.’ Brouwers vertelt: ‘Zelf ben ik visueel ingesteld en leer ik makkelijker als ik een object zie of vasthoud. Met behulp van 3D printing kun je de fractuur als je deze vasthoudt alvast voelen en bij wijze van spreken al oefenen. Dat vind ik mooi en het kan nuttig zijn.’ Hij vervolgt: ‘Veel innovaties lijken daarnaast voorbehouden aan grote of academische centra, terwijl veel meer ziekenhuizen baat zouden kunnen hebben bij nieuwe technieken. Mijn drive is dan ook de implementatie van ‘low cost’ ontwikkelingen. Hoe kunnen we de zorg voor chirurgische patiënten nog beter maken zonder dat de zorg duurder wordt? Daarnaast moet een innovatie ‘idiot proof’ zijn. De nieuwe techniek moet geïmplementeerd kunnen worden in de dagelijkse praktijk van een perifere kliniek zonder dat er tijd en moeite voor nodig is, anders gaat het niet vliegen. Alleen als een innovatie voldoet aan bovenstaande feiten kan het gebruikt worden in veel ziekenhuizen en wereldwijd. 3D printing is daar een fraai voorbeeld van. Voor minder dan 10.000 euro kun je een werkend 3D lab neerzetten. Een gemiddelde chemobehandeling kost meer!

Razendsnelle ontwikkeling
Enthousiast vertelt hij verder: ‘Al in 1981 patenteerde Dr. Hideo Kodama, van het Japanse Municipal Industrial Research Institute in Nagoya een systeem waarin hars werd uitgehard door een laser, een eerste 3D printing systeem. In 1984 volgden drie Franse onderzoekers en een Amerikaanse wetenschapper dezelfde techniek. De meest gebruikte en eenvoudigste techniek werd pas later bedacht: ‘Fused Deposition Modeling’ (FDM). Scott Crump patenteerde deze techniek in 1992. Geneeskunde was een van de eerste industrieën waarin de FDM technologie werd toegepast.’ De afgelopen jaren heeft 3D printing zich razendsnel doorontwikkeld. Tegenwoordig bestaan er ongeveer vierentwintig 3D printtechnieken; veel bedrijven produceren en verkopen 3D printers. Brouwers: ‘Sinds vijf jaar is 3D printen echt een trending topic.’

Beoordeling complexe breuken bij traumachirurgie
Anatomische modellen en mallen worden het vaakst gebruikt. Aangezichts- en orthopedisch chirurgen zijn de meest frequente gebruikers van 3D printen. In de traumachirurgie worden 3D prints gebruikt bij complexe fracturen. Bekkenfracturen zijn bijvoorbeeld moeilijk te interpreteren als gevolg van verschillende fractuurlijnen die deze complexe driedimensionale anatomie doorkruisen. Uit onderzoek is gebleken dat bij de beoordeling van bekkenfracturen 3D printing van toegevoegde waarde is naast röntgen, 2D CT en 3D reconstructies op een computer scherm. Brouwers vervolgt: ‘En ook niet geheel onbelangrijk. Recent is aangetoond dat een 3D geprint model exact hetzelfde is als wat er zich in het menselijk lichaam bevindt. Dit is belangrijk om te weten voor het maken van mallen die peroperatief worden gebruikt. Verder onderzoek is nodig om te beoordelen of er daadwerkelijk een verkorte operatie tijd is en verbeterde functionele uitkomsten. Daarnaast dienen ook kosten-efficiëntie analyses te worden verricht om te kijken of de voordelen opwegen tegen de extra tijd en kosten die nodig zijn om 3D prints te maken. En als laatste en niet geheel onbelangrijk kan 3D printing ook leiden tot een verhoogde patiënt understanding en patiënt satisfaction. Dit is iets dat wij nu uitzoeken in Tilburg.

Meerdere plekken in Nederland
In Nederland beschikken meerdere ziekenhuizen over een 3D lab. Het grootste medische 3D lab van Europa staat op dit moment in het Radboudumc in Nijmegen. Dit is op gezet door prof. Thomas Maal. Thomas Maal staat ook aan de basis van het 3D lab in Amsterdam. Ook het UMCG en het UMCU beschikken over een 3D lab. Net zoals ziekenhuizen in onder andere Enschede, Bergen op Zoom/ Roosendaal, Assen, Rotterdam en Arnhem.

Ontwikkelingslanden
Medische 3D printing is niet langer exclusief beschikbaar voor grote ziekenhuizen in de westerse wereld. Ook in ontwikkelingslanden wordt 3D printing ingezet. Bijvoorbeeld om protheses voor mensen met een beperking te printen of als reserveonderdelen voor het ziekenhuis. Afsluitend geeft Brouwers mee: ‘3D printing is een mooie innovatie die niet veel hoeft te kosten en relatief makkelijk implementeerbaar is in de dagelijkse praktijk van de chirurg. De komende jaren onderzoeken we op welke wijze we het kostenefficiënt kunnen inzetten en de kwaliteit van de patiënt nog beter kunnen maken. Daar doen we het tenslotte allemaal voor!

3D printtechnieken
3D printers zijn momenteel overal verkrijgbaar en met name de FDM-techniek is relatief goedkoop. Er zijn drie hoofdcategorieën van 3D printtechnieken. 1) Extrusie: FDM gebruikt polymelkzuur (Polylactic acid PLA), een thermoplastisch filament dat wordt verwarmd door een printkop die het plastic laag voor laag op een printplaat legt. FDM is de meest gebruikelijke 3D printtechniek die wordt gebruikt bij desktop 3D printen. 2) Hars: een vloeibare hars welke wordt uitgehard door een laser of ultraviolet licht. SLA. 3) Poeder: een poedervormig materiaal wordt door een laser samengesmolten. Deze techniek kan worden gebruikt om metalen, plastic en keramische objecten te maken.

Gerelateerd nieuws