Betrouwbare producten voor de orthopedische sector uit 3D printers

Betrouwbare producten voor de orthopedische sector uit 3D-printers

De introductie van digitale technologieën in de orthopedische sector is een uitdaging, want het draait allemaal om het menselijk lichaam. 3D-printen helpt daarbij.

Artikel door Brainport Eindhoven

Net als hout- of ijzerkunstenaars, beheersen orthopedici het handwerk. Ze delen ook een aantal van de werktuigen met de vakmensen die stenen en hout bewerken. Het zwaartepunt van hun activiteit ligt in het helpen van mensen bij het herstellen van functies of het corrigeren van misvormingen van het lichaam. Ook in deze sector kan technologische vooruitgang veel betekenen. 3D-printers zijn een waardevol hulpmiddel om zoveel mogelijk nauwkeurigheid te bereiken.

Michelotti Orthopedic Solutions is druk bezig met deze stap. Het bedrijf werd in 1916 in Lucca, Italië, opgericht door Ferruccio Michelotti en begon met het maken van prothesen voor veteranen uit de Eerste Wereldoorlog. 106 jaar later is het aan de vijfde generatie van de familie om met meer dan 15 klinieken in Italië het bedrijf gaande te houden. Innovatie is daarbij de rode draad. 

Het Italiaanse orthopedische bedrijf maakt gebruik van 3D-printers van INDUSTRIO om orthopedische inlegzolen te maken. Het additive manufacturing bedrijf, gevestigd in Brainport Eindhoven, ontwikkelde daarvoor een concept van minifabrieken. Kort gezegd is het doel om een platform te creëren dat alles doet. Van ontwerp tot eindproduct komt er niet meer dan één machine aan te pas. Met een fabriek van zes meter lang - in het geval van de grootste printers.

Het aanpassen van een dergelijke technologie voor gebruik op het menselijk lichaam is allesbehalve eenvoudig, weten ze bij het Italiaanse familiebedrijf. "In de loop der jaren hebben we verschillende technologieën leren kennen die voor orthopedische doeleinden kunnen worden gebruikt. De meeste daarvan misten echter het aanpassingsvermogen dat wij nodig hadden. INDUSTRIO biedt ons een oplossing die het mogelijk maakt om snel en betrouwbaar op maat gemaakte oplossingen van hoge kwaliteit te printen", zegt Lorenzo Michelotti, orthopeed en bedrijfsleider.

De kloof overbruggen

De zogenaamde CAD-CAM-technologie is tot nu toe de belangrijkste digitale aanpak die wordt gebruikt. Orthopeden krijgen daarbij de voetafdrukken van de patiënt digitaal aangeleverd, waarna ze een blok materiaal vormgeven met een freesmachine. Deze technologie is niet alleen oud, maar garandeert ook niet de beste nauwkeurigheid. Modellen moeten soms nog met de hand worden bijgeschaafd, met behulp van een vijl. Bovendien gaat het meeste materiaal verloren. CAD-CAM systemen zijn ook niet zeer gebruiksvriendelijk. Daarom verkiezen de meeste orthopeden nog steeds de ouderwetse manier en vervaardigen de producten met de hand.

INDUSTRIO wil de kloof tussen handgemaakt en digitaal overbruggen. "Er zijn veel technologieën in staat om voetafdrukken te maken. Podologen en orthopeden zien dat hun patiënt niet goed loopt en ze krijgen die gegevens in een digitale vorm. Maar vaak eindigen ze met het maken van inlegzolen met de hand", legt Marco Cavallaro uit, medeoprichter en hoofd R&D van INDUSTRIO.

Voordelen voor de patiënten

Dankzij de 3D-technologie van INDUSTRIO krijgen orthopeden een compacte oplossing waarmee ze controle hebben over het proces. Het bedrijf ontwikkelde in samenwerking met DESIGNO een gebruiksvriendelijke software die helpt bij het op maat printen. Het proces gebeurt in een compact apparaat in slechts enkele minuten. De machine gebruikt een thermoplastisch materiaal, waarbij niet meer dan precies de benodigde hoeveelheid vezel wordt gebruikt. De compactheid van de printer is een van zijn grootste voordelen. Immers, wie niet kan investeren in alle benodigde apparatuur, besteedt normaalgesproken de productie van deze medische hulpmiddelen uit. Daardoor moeten patiënten soms weken wachten voor ze de producten kunnen gebruiken.

"Het feit dat deze machine snel, goedkoop en gebruiksvriendelijk is, en al in de winkel staat, zijn voor ons de grootste voordelen. Het belangrijkste is dat het product betrouwbaar is. Andere 3D-printmethoden die we in het verleden hebben geprobeerd, hadden niet zulke kwaliteiten op het gebied van mechanische eigenschappen van de oplossingen die zo geprint worden. En ook niet zo'n korte productietijd."
Lorenzo Michelotti, orthopeed en bedrijfsleider Michelotti Orthopedic Solutions

Technologie betekent nauwkeurigheid

Gezien de grote hoeveelheid technologie die ermee samenhangt, was beginnenmet inlegzolen de meest voor de hand liggende keuze voor Michelotti Orthopedic Solutions. De instapdrempel was lager, omdat patiënten meestal vertrouwd zijn met digitale toepassingen in deze sector. "Klanten zijn blij met deze aanpak omdat ze begrijpen dat het gebruik van technologie betekent dat ze een hogere nauwkeurigheid krijgen", benadrukt Michelotti.

3D-geprinte orthopedische korsetten

Inlegzolen vormen slechts het beginpunt van een dergelijk proces. Beide partners zijn de printers al aan het uitproberen met andere orthopedische hulpmiddelen zoals korsetten of andere lichaamsbeugels.

"Het menselijk lichaam is gevoelig, dus voor sommige toepassingen is het moeilijk om deze aanpak na te bootsen. In het geval van korsetten voor scoliose zien we echter mogelijkheden. We kunnen de kosten van de productie omlaag brengen en nieuwe productkenmerken toevoegen," onderstreept Michelotti.

Daarnaast stemt INDUSTRIO zijn printers af op andere toepassingen in de medische sector, zoals de tandheelkunde. Maar het blijft niet bij medische toepassingen; het Geldropse bedrijf ziet een breed scala aan oplossingen, waarbij ook met poeder en vloeistof wordt geprint.

"Wat ons voor ogen staat, is additive manufacturing gebruiken om tot een totale productieoplossing te komen. We willen niet bestempeld worden als een printbedrijf, maar als een bedrijf dat veel printtechnologieën toepast om effectieve productiemiddelen te leveren", stelt Marc Evers, medeoprichter van INDUSTRIO.

Bereidheid tot innoveren

Handwerk is nog steeds waardevol in de orthopedische sector. Sommige professionals zijn terughoudender om slimmer gereedschap te gebruiken in plaats van vijlen en raspen, maar innovatie kan zowel een groeikans als een noodzaak zijn.

"Michelotti Orthopedic Solutions is altijd op innovatie gericht geweest", zegt Leonardo Di Sacco, operationeel directeur van Ortopedica Michelotti voor de digitale transitie. "Het integreren van innovatie in bedrijven is een groeikans. Door dergelijke technologieën te integreren, brengt de eigenaar het bedrijf naar de toekomst. Het combineren van innovatie met het menselijk lichaam is de uitdaging die we hier elke dag aangaan."

Michelotti merkt dat meer artsen en orthopeden benieuwd zijn naar innovatieve procedures en toepassingen die hun leven kunnen vergemakkelijken. Michelotti: "Vorige week was ik op een medtech bijeenkomst en heb ik gesproken over het gebruik van technologie in de orthopedie. Artsen zien technologie vooral als een hulpmiddel in plaats van een last. De wens om innovatie te benutten is er omdat ze weten dat het een verschil kan maken."

De juiste partners kiezen

Terwijl de twee bedrijven naar mogelijkheden blijven zoeken om hun oplossing op andere gebruikssituaties toe te passen, blijft INDUSTRIO gericht op zijn industriële partners.

"De printer zou een enorme impact kunnen hebben in de orthopedische sector, maar het zou ook iets kunnen zijn dat schoenretailers kunnen gebruiken - aangezien de printer niet zo groot is. Bovendien proberen we een manier te vinden om inlegzolen te printen van gerecycled plastic. Dat is een hele uitdaging, want het is essentieel dat het materiaal nog steeds goed presteert," benadrukt Cavallaro.

Om te kunnen blijven groeien, is het volgens INDUSTRIO van cruciaal belang om een solide netwerk van partners op te bouwen. "We hebben een interessante legodoos, met verschillende printtechnologieën en productiekennis. We hebben het allemaal, maar we weten dat het venijn in de details zit", besluit Evers.