Betrouwbaarheid

3D printen is de toekomst van de gezondheidszorg in ontwikkelingslanden – dit is waarom

De vooruitgang van driedimensionale (3D) printtechnologie, ook bekend als additive manufacturing, heeft nieuwe mogelijkheden geopend in verschillende industrieën. Maar een van de meest veelbelovende toepassingen is die in de gezondheidszorg.

De technologie wordt voornamelijk gebruikt in Noord-Amerika, Europa en in toenemende mate in Azië. Maar in opkomende economieën, waar de toegang tot hoogwaardige medische hulpmiddelen en protheses vaak beperkt is, is 3D-printen in opkomst als game-changer.

In afgelegen en economisch onderontwikkelde gebieden bieden 3D-geprinte prothetische ledematen, hulpmiddelen voor ziektepreventie en andere medische artikelen betaalbare en op maat gemaakte oplossingen die het leven van veel mensen in deze regio’s kunnen verbeteren.

In dit artikel onderzoeken we de rol van 3D-printing bij het maken van toegankelijke medische hulpmiddelen en protheses in opkomende economieën.

Wat is 3D printen?

3D printtechnologie bestaat al tientallen jaren, maar pas de laatste jaren zijn de benodigde hardware, software en materialen betaalbaar en toegankelijk genoeg geworden om op grote schaal te worden toegepast.

Dergelijke printers produceren fysieke voorwerpen uit meerdere dunne lagen materiaal op basis van digitale ontwerpen. Door objecten laag voor laag te construeren, kunnen 3D printers ingewikkelde structuren en onconventionele vormen maken die moeilijk of onmogelijk te produceren zijn met traditionele productiemethoden.

Naarmate de technologie zich verder ontwikkelt, delen en downloaden gebruikers steeds meer ontwerpen in 3D printopslagplaatsen, wat de toegankelijkheid ervan vergroot.

Onderdelen worden meestal in kleine batches geprint en de ontwerpen kunnen worden aangepast om het gewicht en het aantal onderdelen te verminderen, evenals de kosten, om compacte, lichte en betaalbare medische apparaten met interne functionaliteit te creëren. De technologie heeft verschillende toepassingen in orthopedische, tandheelkundige, chirurgische en andere apparaten.

Soorten 3D printen

Er zijn drie soorten 3D printen of additive manufacturing, die verschillende materialen en methoden gebruiken om lagen te hechten: selective laser sintering (SLS), fused deposition modeling (FDM) en stereolithografie (SLA).

  • SLS gebruikt een laser om het object te tekenen in materialen op poederbasis en om lagen poeder te binden terwijl ze worden toegevoegd. Deze methode kan worden gebruikt om metalen, keramische, wassen, nylon of composietonderdelen te maken.
  • FDM werkt op een vergelijkbare manier als een inkjetprinter om gesmolten lijnen plastic in lagen op een platform te deponeren in een snelle prototypingtechniek die “gelaagde productie” wordt genoemd. FDM is relatief goedkoop en kan veel soorten plastic gebruiken.
  • SLA gebruikt licht om een laag fotoreactieve polymeervloeistof te laten stollen en deze in het model op te bouwen door lagen toe te voegen. Na het stollen wordt het voorwerp uit de overtollige vloeistof gehaald.

Elke methode is geschikt voor verschillende soorten medische toepassingen, afhankelijk van de behoeften van medische professionals en patiënten.

3D printtoepassingen in de gezondheidszorg

De grote ongelijkheid tussen arme en rijke landen bij de toegang tot gezondheidszorg blijkt uit het feit dat uit onderzoek blijkt dat 73,6% van de chirurgische ingrepen plaatsvindt in ontwikkelde landen – waar 30,2% van de wereldbevolking woont – terwijl slechts 3-5% wordt uitgevoerd in de armste 34,8%.

De obstakels voor het leveren van gezondheidszorg in opkomende economieën draaien om een gebrek aan fysieke middelen en een ontoereikende infrastructuur.

Er zijn verschillende manieren waarop 3D printtechnologie kan worden gebruikt om de toegang te verbeteren, met een aantoonbare impact op de verbetering van de levenskwaliteit en de vermindering van vroegtijdige sterfgevallen in deze regio’s.

Aanpassing en toegankelijkheid

Een van de belangrijkste voordelen van 3D-printen in de gezondheidszorg is de mogelijkheid om op maat gemaakte apparaten te produceren, zoals prothesen, implantaten en chirurgische instrumenten. Dit is vooral waardevol in opkomende economieën, waar de toegang tot in massa geproduceerde medische hulpmiddelen beperkt of onbetaalbaar kan zijn.

Traditionele productiemethoden zijn niet geschikt voor de productie van gepersonaliseerde medische apparatuur, omdat ze afhankelijk zijn van grootschalige productie om kosteneffectief te zijn.

3D-printen daarentegen maakt het mogelijk om gepersonaliseerde apparaten te maken die voldoen aan de unieke anatomische behoeften van elke patiënt, waardoor de pasvorm, het comfort en de effectiviteit verbeteren en het risico op complicaties afneemt.

Geprinte modellen kunnen zo worden ontworpen dat ze de specifieke kenmerken van elke patiënt weerspiegelen, waardoor chirurgen een nauwkeurige chirurgische planning kunnen maken en beter voorbereid zijn voordat ze elke procedure uitvoeren. Dit kan ook helpen om de preoperatieve beoordeling en begeleiding van patiënten te verbeteren, evenals het beheer van postoperatieve resultaten, waardoor complicaties mogelijk worden verminderd en kosten worden bespaard door de operatietijd te verkorten.

3D-geprinte chirurgische guides kunnen chirurgen helpen bij het uitvoeren van complexe procedures zoals gewrichtsvervanging en ruggegraatoperaties, door de nauwkeurigheid en precisie te verbeteren, wat bijdraagt aan hogere slagingspercentages en kortere hersteltijden.

Betaalbare protheses produceren

De beschikbaarheid van prothetische ledematen is essentieel voor mensen die een ledemaat hebben verloren door een ongeluk, ziekte of aangeboren aandoening. Protheses kunnen echter duur zijn, waardoor ze voor veel mensen in opkomende economieën buiten bereik liggen. 3D printen heeft hier verandering in gebracht door een betaalbaar alternatief te bieden. Prothesen kunnen op maat worden gemaakt en geproduceerd tegen een fractie van de kosten van traditionele methoden.

Dit kan op twee manieren voordelig zijn voor opkomende economieën. Ze kunnen lokaal 3D-printers kopen en gebruiken om geprinte armen, benen en andere prothesen te maken, of ze kunnen 3D-geprinte prothesen importeren van een leverancier of een bedrijf dat op aanvraag produceert.

Organisaties zoals e-NABLE hebben het voortouw genomen bij het verspreiden van open-source 3D-geprinte prothetische handontwerpen, waardoor vrijwilligers hun 3D-printers kunnen gebruiken om protheses te maken voor kinderen en volwassenen in nood.

Telegeneeskunde en toegang tot afgelegen gemeenschappen

In veel opkomende economieën zijn de middelen voor gezondheidszorg geconcentreerd in stedelijke centra, waardoor afgelegen gemeenschappen niet worden bediend. 3D printtechnologie in combinatie met telegeneeskunde kan deze kloof overbruggen.

Lokale zorgverleners in afgelegen en ondergefinancierde medische klinieken kunnen draagbare 3D-printers gebruiken om essentiële medische apparatuur en voorraden te maken en te vervangen, waardoor er minder duur en logistiek zwaar transport nodig is.

3D-geprinte microscopen kunnen bijvoorbeeld helpen bij het opsporen van bacteriën en ziekten in water, waardoor gemeenschappen infecties door water kunnen voorkomen. Organisaties zoals WaterScope, dat voortkomt uit de Universiteit van Cambridge, ontwikkelen eenvoudige, open-source microscopen die 3D-geprint kunnen worden van plastic. Testkits kunnen ook andere vloeistoffen, zoals bloed en speeksel, controleren op ziekten, zelfs in afgelegen gebieden zonder ziekenhuizen of speciale laboratoria.

Platformen voor telegeneeskunde kunnen lokale zorgverleners verbinden met specialisten in stedelijke centra, waardoor consultaties op afstand en begeleiding bij 3D-printprocessen mogelijk worden.

Medisch onderwijs verbeteren

FDM en SLA kunnen professionals in de gezondheidszorg helpen om gedetailleerde en nauwkeurige anatomische modellen te maken van botten, organen en andere lichaamsdelen voor onderwijs en training in ziekenhuizen of klaslokalen. De beschikbaarheid van nauwkeurige en gemakkelijk toegankelijke modellen is vooral waardevol in opkomende economieën met beperkte middelen.

3D-geprinte modellen kunnen helpen bij medisch onderzoek doordat ze professionals in de gezondheidszorg helpen een beter inzicht te krijgen in de complexe pathologieën en fysiologische processen die gepaard gaan met verschillende aandoeningen dan 2D- of 3D-afbeeldingen in boeken of op beeldschermen.

Ondersteuning van lokale productie

Een ander belangrijk voordeel van 3D printen in opkomende economieën is de mogelijkheid om lokale productiecentra op te zetten. In plaats van afhankelijk te zijn van dure importen van medische hulpmiddelen en protheses, kunnen deze landen investeren in 3D printtechnologie en ze lokaal produceren. Dit verlaagt niet alleen de kosten, maar creëert ook banen en stimuleert economische groei. Door lokale capaciteit voor 3D-printen op te bouwen, kunnen opkomende economieën zelfvoorzienend worden in hun behoeften op het gebied van gezondheidszorg.

Snelle prototyping en iteratie

De iteratieve aard van 3D printen maakt snelle prototypes en ontwerpverbeteringen mogelijk. Dit is vooral waardevol in de gezondheidszorg, waar innovatie en aanpassing cruciaal zijn. Medische apparaten en protheses kunnen snel worden aangepast en getest om er zeker van te zijn dat ze voldoen aan de specifieke behoeften van patiënten. Deze ontwikkelingssnelheid is een game-changer voor het bieden van toegankelijke en effectieve oplossingen voor de gezondheidszorg in opkomende economieën.

Uitdagingen en toekomstige richtingen

Hoewel het potentieel van 3D printen in de gezondheidszorg voor opkomende economieën aanzienlijk is, zijn er verschillende uitdagingen die moeten worden aangepakt. Dit zijn onder andere regelgevingskwesties, kwaliteitscontrole en de behoefte aan gestandaardiseerde ontwerpen. Daarnaast kunnen de initiële kosten van 3D printers en materialen een barrière vormen voor sommige zorginstellingen.

Zelfs de meest basale benodigdheden kunnen in sommige gebieden onbetaalbaar zijn en levertijden vanuit distributiecentra in andere delen van het land of in het buitenland kunnen onpraktisch zijn.

Er is samenwerking nodig tussen overheden, internationale organisaties en partners uit de privésector om een ondersteunend ecosysteem te creëren voor 3D-printen in de gezondheidszorg. Dit omvat het ontwikkelen van duidelijke regelgevingskaders, het aanbieden van training en opleiding en het ondersteunen van onderzoek en ontwikkeling.

De kern van de zaak

Door maatwerk, betaalbaarheid, lokale productie en training heeft 3D-printtechnologie het potentieel om het leven van mensen in opkomende economieën te veranderen door barrières weg te nemen bij de toegang tot hoogwaardige medische apparatuur en gezondheidszorg.

Nu de technologie volwassener wordt en op steeds bredere schaal wordt toegepast, realiseert de gezondheidszorgsector zich hoe draagbare 3D-printers in verschillende omgevingen kunnen worden gebruikt om medische diensten te leveren op locaties met schaarse middelen. In plaats van medische apparatuur, materialen en apparaten te importeren, kunnen minderbedeelde gebieden 3D-printing gebruiken om direct medische basisbenodigdheden, laboratoriumapparatuur en apparaten te produceren.

Omdat deze technologie steeds beter wordt en de prijzen dalen, kan 3D-printen de kosten van medische hulpmiddelen verlagen, waardoor ze toegankelijker worden en de ontwikkelingstijd voor het op de markt brengen van nieuwe hulpmiddelen korter wordt.

In de armste, meest ontoegankelijke regio’s kan wijdverspreide toepassing echter beperkt blijven zonder de steun van overheden en internationale organisaties.

Met de juiste steun zou 3D-printen een centrale rol kunnen spelen in de toekomst van de gezondheidszorg door de mogelijkheid van grotere toegankelijkheid en betere resultaten voor patiënten.