Driedimensionaal (3D)-printen is de verzamelnaam voor technieken waarmee driedimensionale objecten gemaakt kunnen worden. De oervorm van 3D-printing bestaat al meer dan 25 jaar, maar de technologie ontwikkelt zich steeds verder en het gebruik is de laatste jaren sterk toegenomen. Het wordt goedkoper, kwalitatief beter en toegankelijker. Desondanks is het toepassen van 3D-printtechnieken binnen de zorg nog zeker geen mainstream. Dit kent drie hoofdredenen: 1. De techniek was nog niet verfijnd genoeg, 2. huidige wet- en regelgeving hindert op dit moment nog grootschalige inzet en 3. ondanks ontzettend goede onderzoeksresultaten van bijvoorbeeld 3D-geprinte implantaten, zijn er nog grote studies nodig om de positieve business case op de lange termijn aan te tonen. Maar we zien inmiddels de eerste doorbraken die de belofte van medisch 3D-printen waarmaken.
3D-printing is een veelbelovende technologie
Er wordt wel eens gezegd dat we midden in een nieuwe industriële revolutie zitten. Ondanks dat de techniek van 3D-printing nog volop in ontwikkeling is, zijn de mogelijke toepassingen wijdverspreid. In combinatie met andere innovatieve technieken, zoals organ-on-a-chip, tissue engineering, synthetische biologie en stamcel-technologie, heeft 3D-printing een sterke potentie bij de verbetering van medische zorg in de vorm van regeneratieve geneeskunde. Zo zien we bijvoorbeeld al een grote toepassing in de ondersteuning van chirurgische ingrepen. Door het printen van kopieën van bijvoorbeeld een specifiek orgaan van een patiënt, kan een complexe operatie worden voorbereid. Of door het printen van een patiënt-specifieke mal kan een chirurg zijn of haar ingreep een stuk sneller uitvoeren door zaagsnedes sneller op de juiste plek in het bot te zetten. Dit bespaart soms tot wel 25 minuten per ingreep. Daarnaast zien we al voedsel en medicijnen geprint worden. En ook met betrekking tot implantaten zien we de printmogelijkheden toenemen. Zo kunnen we nu al twee materialen op één design printen.
Dankzij de vorderingen in de techniek zijn er meer opties in de materiaaltechnologie en is het hierdoor ook mogelijk om meer maatwerk voor de patiënt te leveren. De kwaliteit van de zorg gaat daarmee omhoog. Daarnaast biedt de technologie ook een belangrijke duurzaamheidswinst, doordat medische hulpmiddelen met minder én hergebruikte materialen kunnen worden geprint. En naarmate we als gezondheidszorg meer gaan sturen op het drukken van de kosten, biedt 3D-printing een interessant alternatief.
Tegelijkertijd hebben we nog wel wat bewijslast te verzamelen en de nodige technische iteratieslagen te maken, waarmee we ook weer nieuwe inzichten verwerven. Zo zijn de ‘klassieke’ 3D-geprinte implantaten erg sterk. De uitdaging is echter om deze implantaten ook duurzaam en patiëntvriendelijk te maken. Wat je eigenlijk zou willen is dat je het kraakbeen of botweefsel kan herstellen met lichaamseigen cellen. Dat zou pas een echte ‘levenslange’ oplossing bieden. Binnen het multidisciplinair en internationaal consortium PRosPERoS (PRinting PERsonalized orthopaedic implantS) werken we aan ‘slimme’ 3D-geprinte implantaten om die groei van lichaamseigen cellen mogelijk te maken. Op basis van unieke kenmerken van een patiënt, kun je een op maat gemaakt titanium implantaat printen. Deze implantaten hebben een soort van webstructuur met tussenliggende ruimtes. Tot op microscopisch detail wordt zo een uniek raamwerk gecreëerd waar botcellen optimaal kunnen aanhechten en groeien. De implantaten kunnen tevens worden voorzien van een antibacteriële coating, zodat infecties in het gewricht worden voorkomen. Momenteel kijken we naar het gebruik van biologische afbreekbare materialen in het implantaat en zetten we stappen met PRosPERoS II. Met 3D-printen kunnen we meer doen dan alleen een implantaat maken dat perfect bij de patiënt past. Het geeft ons de mogelijkheid om implantaten ‘slimmer’ te maken om daarmee het risico op complicaties te verlagen, herstel te versnellen en de zorg efficiënter te maken.
“3D-printen geeft ons de mogelijkheid om implantaten ‘slimmer’ te maken en bij te dragen aan de efficiëntie van de zorg.”
3D-printing mainstream maken vergt nog de nodige aandacht in educatie
Nederland is op het gebied van 3D-printing inmiddels een van de mondiale koplopers; België loopt mondiaal echt voorop. Maar als we willen dat de techniek mainstream wordt in de zorg, moeten we grof blijven investeren in de doorontwikkeling. We zien nu enkel nog veel startups, zoals Xilloc, zich focussen op nichemarkten zoals medisch 3D-printing. Toch spelen zij een belangrijke rol in de verdere innovatie, implementatie en opschaling van 3D-printing in de zorg, want één voor één tonen ze nu de meerwaarde aan en laten ze nieuwe interessante toepassingsgebieden zien. Gelukkig zien we ook dat de grote bedrijven inmiddels aanleiding zien om in te stappen in de medische 3D-printing markt, aangejaagd door deze startups. Van belang hierbij is om ook kleinere partijen de financiële ruimte te blijven bieden om de hoge R&D-kosten te kunnen maken. Initiatieven zoals PRosPERoS dragen daar ook aan bij. Dat zal de markt voor medisch 3D-printing alleen maar versnellen.
Tegelijkertijd zullen we in meer moeten investeren dan enkel de 3D-printing techniek. Ook de grondstoffen en ontwerpen zullen een kwaliteitssprong moeten maken. Er is blijvende aandacht nodig voor de educatie en begeleiding van professionals in de zorg om de potentie van 3D-printing te verzilveren. Op dit moment wordt er nog onvoldoende aandacht besteed aan moderne technologieën in de opleidingen van zorgprofessionals.
“Professionals zijn sceptisch, mede omdat ze gewend zijn aan de huidige manier van werken.”
Momenteel zien we wel dat er medical engineers ingezet worden in de zorg om de brug te slaan tussen de technici en zorgprofessionals. In deze interactie zit nog heel veel winst, niet alleen voor de bedrijven maar ook voor de zorg zelf. Want bijna ieder ziekenhuis experimenteert inmiddels al met 3D-printers. We moeten daarbij wel het maatschappelijk doel voor ogen houden en de bio-ethiek bewaken. Waar trekken we immers de grens in het printen van bijvoorbeeld organen of foetussen? Waar ligt het materiaaleigendom en de beslissingsbevoegdheid? De ontwikkelingen op dit gebied gaan zeer snel, en het meeste speelt zich nog achter de schermen af. Met het resultaat dat het grote publiek in één keer met de nieuwe techniek zal worden geconfronteerd. We zullen het debat hierover daarom ook openlijk moeten blijven voeren.
De techniek is nog lang niet uitontwikkeld
De komende jaren blijven we in de sector inzetten op het verfijnen van de printtechnieken en het combineren van meerdere materialen in één print. Om de print nog beter af te stemmen op de behoefte van de patiënt. Ook op het gebied van bioprinting, het printen van een of meerdere soorten levend weefsel, structuren of biomedische implantaten, wordt inmiddels grote stappen gezet. De techniek is nog niet perfect en bijvoorbeeld op orgaanniveau kan het nog wel 20 jaar duren voordat we de eerste toepassingen in de praktijk zien. Dat komt omdat voor het printen een combinatie nodig is van de juiste materialen, een goed ontwerp, slimme software en de juiste opbouw van de geprinte materialen Daarentegen gaat de 3D-printing ontwikkeling van meer praktische, kleine dingen ontzettend snel, zoals de huid, bloedvaten en misschien al micro-organen zoals de alvleesklier of lever.
We zitten in een beweging naar duurzaam gebruik van materialen, zodat onze magazijnen in de toekomst niet meer vol liggen met spullen die niet gebruikt worden. Vanuit duurzaamheidsoogpunt is het veel slimmer om materialen pas te printen als je ze nodig hebt. Hebben we dan over 10-20 jaar in iedere zorgorganisatie een 3D-printer? Ik denk het wel.
