Je leest:

3D-printer klaar om kunstbotten te printen

3D-printer klaar om kunstbotten te printen

Auteur:

Neurochirurgen hebben voor het eerst toestemming gekregen om een in 3D-uitgeprinte schedel bij een patiënt in te brengen. Met het succes van deze operatie lijkt de 3D-printer klaar om de gezondheidszorg te veranderen. “Nu kunnen we botten letterlijk op maat gaan maken.”

Bijna iedereen heeft waarschijnlijk wel een printer thuis staan, maar tegenwoordig kan je niet alleen in twee, maar zelfs in drie dimensies printen en unieke voorwerpen creëren. Waar een gewone printer op inkt en velletjes papier teerde, gebruikt de 3D-printer grondstoffen zoals metalen en plastics die hij in vloeibare of poedervorm opneemt en laagje voor laagje op elkaar aanbrengt tot het voorwerp af is.

Serieuze toepassingen

Hoewel de 3D-printer al sinds 2001 bestaat, is het gebruik ervan nog erg duur en daarom vrij exclusief. Toch lijken we aan de vooravond te staan van een printrevolutie binnen de medische wereld: op 18 februari hebben neurochirurgen in de Verenigde Staten voor het eerst toestemming gekregen van de Amerikaanse inspectiedienst voor de volksgezondheid (FDA) om een door middel van een 3D-printer vervaardigde schedel te implanteren. De ontvanger van het nieuwe type implantaat is een Amerikaanse patiënt wiens eigen schedel voor maar liefst driekwart was verbrijzeld.

Pre operatief
Een implantaat op maat.
Eddy Becking

“Dit is de allereerste keer dat een 3D-printer een lichaamsdeel heeft geprint dat in het lichaam van een patiënt mocht worden gezet”, benadrukt Eddy Becking, kaakchirurg aan het Academisch Medisch Centrum (AMC) en hoogleraar Mondziekten, Kaak- en Aangezichtschirurgie aan de Universiteit van Amsterdam. “Het succes van deze operatie betekent officieel dat de 3D-printer klaar is om inwendige lichaamsdelen te printen.”

Becking zag het nieuws over de Amerikaanse patiënt ook voorbijkomen. “Eigenlijk is het in 3D reconstrueren van een schedel door een machine en deze inbrengen in het menselijk lichaam op zich zelf niets nieuws; dat doen we al bijna 10 jaar met behulp van freestechnieken. Maar met de 3D-printer kunnen we nog veel efficiënter botten op maat gaan maken.” Becking legt uit hoe neuro- en kaakchirurgen samenwerken in het AMC om de patient van een nieuw stuk schedel te voorzien, en hoe de 3D-printer dit proces kan verbeteren.

Schaven of smelten

Als er bij ons een patiënt binnenkomt met een gedeeltelijk verbrijzelde schedel – bijvoorbeeld na een auto-ongeluk – wordt er eerst een CT-scan van de schedelstructuur gemaakt, legt Becking uit. Deze sturen de artsen door naar een firma zoals Xilloc, die de gezonde kant van de schedel spiegelt aan de verbrijzelde kant, en zo het ontbrekende stuk schedel reconstrueert. “Een implantaat is dus altijd op maat gemaakt: het is dus niet zo dat we een aantal groottes – small, medium of large – in de kast hebben staan.” Vervolgens wordt deze vorm door een machine uit een groot blok materiaal gefreesd – in de juiste vorm ‘geschaafd’.

Psi ontwerpi
Een patiëntspecifiek implantaat.
Eddy Becking

Dat is volgens Becking al het eerste verschil met 3D-printen. “Dit frezen is natuurlijk heel ingenieus, maar het produceert wel afval. Printen is efficiënter: je zet precies de benodigde hoeveelheid poeder of vloeistof om naar een vaste stof. Met andere woorden: schaaf je een blok chocola in de juiste vorm of smelt je de exact benodigde hoeveelheid gelijk om tot de juiste sculptuur?”

Goede grondstoffen

Het tweede voordeel van 3D-printen boven frezen is afhankelijk van het type kunstbot dat je wil maken. "Wil je dat het het weefsel – zoals de pezen, spieren en bloedvaten – van de patiënt weer op en rond het kunstbot gaan zitten, dan zou het natuurlijk prachtig zijn als je precies de juiste hoeveelheid eiwitten en enzymen in de la van de printer kan stoppen om celgroei te stimuleren.”

Dit is nog toekomstmuziek, want alle stoffen die je er in stopt plus het productieproces moeten steriel zijn: het implantaat moet natuurlijk geen infecties veroorzaken. "De schedel die de artsen in de Verenigde Staten hebben uitgeprint is alsnog gewoon van PEKK, een hard type plastic dat goed tegen warmte kan, geen allergische reacties uitlokt, geen gifstoffen bevat, en duurzaam is.

In het AMC stoppen wij een heel vergelijkbaar type plastic in de freesmachine: PEEK. Waarschijnlijk is dit meer van hetzelfde, maar het zou zomaar kunnen dat je PEKK beter kan printen en minder efficiënt kunt schaven."

Botten op maat

Pre operatiefii
Het implantaat wordt in de hersenen aangebracht
Eddy Becking

“De 3D-printer lijkt dus de meest efficiënte manier om het juiste materiaal in de juiste vorm te krijgen.” Betekent dit dat we in de toekomst efficiënter botten op maat kunnen printen, een kunstbot daarom ook goedkoper en voor iedereen betaalbaar wordt? Nu proberen de meeste fabrikanten voor kunstbotten en implantaten hun kunstbotten betaalbaar te houden door een vast aantal afmetingen aan te bieden. Daar zal de 3D-printer volgens Becking zeker wel uitkomst kunnen bieden: “Ja, natuurlijk: hoe efficiënter een productieproces is, hoe goedkoper deze theoretisch zou kunnen worden.”

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 23 maart 2013

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE