Wat zijn de mogelijkheden voor het 3D printen van mallen voor medische hulpmiddelen? Wanneer is het nuttig? Welke printmethode is het meest geschikt? En hoe organiseer je het ecosysteem? Dat onderzoeken Hogeschool Saxion, ziekenhuisgroep Twente, Medisch Spectrum Enschede, revalidatiecentrum Roessingh, Orthopedische kliniek Ocon en 3D printbedrijf Oceanz in het project Persoonsgebonden Medische Hulpmiddelen.

Auteur: Maartje Henket

Het project Persoonsgebonden Medische Hulpmiddelen vloeit voort uit een eerder project, waarin het pessarium voor vrouwen met een baarmoederverzakking onder de loep werd genomen. Eén op de vier vrouwen van boven de veertig heeft een dergelijk pessarium nodig, maar ze waren tot voor kort nog niet erg doorontwikkeld. De vrouwen kunnen de pessaria bijvoorbeeld niet makkelijk zelf in en uitdoen, zodat ze 2 tot 4 keer per jaar naar de dokter gaan om hem te laten schoonmaken. Een nodeloze druk op de zorg voor een werkje dat eenvoudig zou moeten zijn. Ook kost het in- en uitdoen best veel kracht, is dit niet pijnvrij, en is er geen nauwkeurige methode om het pessarium aan te meten.

“Eigenlijk brengt de gynaecoloog gewoon twee vingers in, spreidt deze, spreidt dan ook de vingers van de andere hand ongeveer even ver, schat de maat, en past dan net zo lang pessaria in het lichaam tot hij/zij de goede maat heeft”, zegt Emmy Kerssen die aan Hogeschool Saxion afstudeert als Industrieel Product Ontwerper.

Knikpunten

Gynaecoloog Angelique Veenstra - Van Nieuwenhiven kwam met de vraag of dit niet handiger kon en omdat men ook wilde kijken naar 3D-printen in de zorg, besloten ze de mogelijkheden te onderzoeken om een pessarium te printen. “We verwachtten dat we erop uit zouden komen dat we een hele nieuwe vorm moesten ontwikkelen, op maat gemaakt voor de vrouw, maar dat is niet gebeurd”, vertelt projectonderzoeker Anne Pasman. “We hebben door goed te analyseren een model kunnen maken dat zoveel gebruiksvriendelijker is dat de meeste vrouwen zijn geholpen met een aantal standaardmaten.”

De grootste verbetering zit erin dat het skelet van het pessarium is voorzien van knikpunten, zodat hij makkelijker is samen te knijpen en plat vouwt, waar hij vroeger de vorm van een halve maan aannam. Hierdoor is veel minder kracht nodig bij het in- en uitdoen en is dit meestal pijnvrij. Het team heeft tevens een tool ontwikkeld om het uitdoen verder te vergemakkelijken, namelijk een soort haaknaald die de vrouw achter een touwtje kan haken dat aan het pessarium is bevestigd. Om het inbrengen verder te vereenvoudigen, is een koker ontwikkeld. En er zijn inmeet- tools bedacht. Nu dit allemaal klaar is, zoekt men een partner om de nieuwe kit te produceren.

Wie neemt de nieuwe pessarium-kit in productie?

Er zijn echter ook vrouwen voor wie de nieuwe standaardpessaria niet geschikt zijn. Vooral vrouwen die operaties hebben gehad en dan toch weer een verzakking kregen, hebben een pessarium op maat nodig, dat niet altijd rond is van vorm. Het team is een meetinstrument aan het maken om diameter te meten en op basis van metingen in twee richtingen, wordt het pessarium in Rhino Grasshopper parametrisch ontworpen. Op basis van twee diameter kan met een paar klikken het 3D-model van het pessarium worden gegenereerd samen met de bijbehorende mal. Het bestand gaat naar de 3D-printer gestuurd, en klaar is Kees.

Voor het printen hebben de onderzoekers een voorkeur voor filamentprinters van Ultimaker (FDM). Daarbij wordt de mal laag voor laag opgebouwd. Er zitten dan wel kleine onregelmatige randjes in, maar indien gewenst kan je die wegslijpen, -schuren, of -trommelen (in een bak met glaskorrels). Als het helemaal glad moet zijn, kan je het vapour smoothen (bewerken met chemicaliën).

Arbeidsintensieve poederprints

Poederprints vragen in de ogen van het team te veel nabewerking. Bij een resinprinter is het visuele aspect goed, maar de stijfheid wat minder. “Het wordt wel super gedetailleerd en je kan er een hogere kwaliteit mee bereiken.”

Het eindproduct maakt het team tot nu toe met PET/PU, want siliconen zijn niet stijf genoeg. Ze weten niet precies welke filamenten in medical grade verkrijgbaar zijn, maar vertrouwen erop dat Oceanz daar een oplossing voor heeft. “Het aantal medische grondstoffen groeit en Oceanz groeit en doet hier veel in. Oceanz heeft een procedure/ quality management system dat is goedgekeurd volgens de nieuwe regelgeving (MDR) en mág daarom ook medische producten printen. Als een ziekenhuis zelf dingen wil printen, moet het ook deels aan de MDR voldoen.”

Formlabs heeft overigens wel een resin met een medical grade PP. “Daar maken ze braces van. Wij hebben het skelet van het pessarium gemaakt van TPU-95A en de mallen van PLA i, het standaard printmateriaal dat we hebben. Voor de buitenkant van het pessarium hebben we gekeken naar verschillende siliconen en uiteindelijk PU 40D Vitaflex gekozen. We hebben in de resinprinter ook getest met Elastic 50A Flex, maar dat had niet de geschikte stijfheid/ traagheidsmoment. Veel te flexibel. Andere materialen zijn weer te traag.”

Skiduimen en tenenlopers

Op de vraag wat allemaal handig is om te 3D-printen, noemt Pasman, naast de pessaria, braces voor skiduimen en tenenlopers, prothesekokers, en tracheacanuledopjes voor bij slokdarmkanker. “Het is interessant als de maatvoering belangrijk is en er nog geen goed alternatief is. Bij de meeste breuken is gips bijvoorbeeld prima – en zo snel en goedkoop dat je er nooit mee kan concurreren – maar skiduimen en de behandeling van tenenlopers duren zo lang dat het comfort belangrijker wordt. Dan helpt een brace. Een prothesekoker is ook een typische one-of en tracheacanuledopjes passen nu vaak zo slecht dat ze wrijving geven aan de huid en moeten worden afgedekt met een pleister. Dat is natuurlijk heel oncomfortabel.”

Laaghangend fruit is ook materiaal om patiënten uitleg te geven en hulpstukken voor bij operaties. Bijvoorbeeld een mal voor hoe je in een heup moet boren of snijmallen voor de kaak. Dit is verzekeringstechnisch echter lastiger dan bij tandheelkunde zorg, waar 3D-prints al meer en langer worden toegepast.