Medische sector 3D-printen: behandelingen van patiënten op maat maken

• Auteur:
• auteursnaam

  Quantumrun-prognose
• 6 januari 2022

Samenvatting inzicht

Driedimensionaal (3D) printen is geëvolueerd van de vroege gebruiksscenario's in engineering en productie naar waardevolle toepassingen in de voedsel-, ruimtevaart- en gezondheidssector. In de gezondheidszorg biedt het potentieel voor verbeterde chirurgische planning en training via patiëntspecifieke orgaanmodellen, waardoor de chirurgische resultaten en het medisch onderwijs worden verbeterd. Gepersonaliseerde medicijnontwikkeling met behulp van 3D-printen zou het voorschrijven en consumeren van medicijnen kunnen transformeren, terwijl de productie van medische apparatuur ter plaatse de kosten kan verlagen en de efficiëntie kan verhogen, wat ten goede komt aan achtergestelde gebieden. 

3D-printen in de context van de medische sector 

3D-printen is een fabricagetechniek waarmee driedimensionale objecten kunnen worden gemaakt door grondstoffen op elkaar te stapelen. Sinds de jaren tachtig is de technologie verder geïnnoveerd dan vroege gebruiksscenario's in engineering en productie en is ze gemigreerd naar even bruikbare toepassingen in de voedsel-, ruimtevaart- en gezondheidssectoren. Met name ziekenhuizen en medische onderzoekslaboratoria onderzoeken nieuwe toepassingen van 1980D-technologie voor nieuwe benaderingen voor de behandeling van lichamelijk letsel en orgaanvervanging.

In de jaren negentig werd 1990D-printen aanvankelijk gebruikt in de medische sector voor tandheelkundige implantaten en op maat gemaakte prothesen. Tegen de jaren 3 waren wetenschappers uiteindelijk in staat om organen te genereren uit de cellen van patiënten en deze te ondersteunen met een 2010D-geprint raamwerk. Naarmate de technologie vorderde om steeds complexere organen te huisvesten, begonnen artsen kleine functionele nieren te ontwikkelen zonder een 3D-geprinte steiger. 

Op het gebied van de prothese kan 3D-printen outputs produceren die zijn afgestemd op de anatomie van de patiënt, omdat er geen mallen of verschillende gespecialiseerde apparatuur voor nodig zijn. Evenzo kunnen 3D-ontwerpen snel worden gewijzigd. Craniale implantaten, gewrichtsvervangingen en tandheelkundige restauraties zijn enkele voorbeelden. Terwijl sommige grote bedrijven deze artikelen maken en op de markt brengen, gebruikt point-of-care-productie een hogere mate van maatwerk in de intramurale zorg.

Disruptieve impact

De mogelijkheid om patiëntspecifieke modellen van organen en lichaamsdelen te creëren zou de chirurgische planning en training aanzienlijk kunnen verbeteren. Chirurgen zouden deze modellen kunnen gebruiken om complexe procedures uit te voeren, waardoor het risico op complicaties tijdens daadwerkelijke operaties wordt verminderd. Bovendien kunnen deze modellen dienen als educatieve hulpmiddelen, waardoor medische studenten een praktische benadering krijgen bij het leren van de menselijke anatomie en chirurgische technieken.

In de farmaceutische sector zou 3D-printen kunnen leiden tot de ontwikkeling van gepersonaliseerde medicijnen. Deze technologie zou de productie mogelijk kunnen maken van pillen die zijn afgestemd op de specifieke behoeften van een individu, zoals het combineren van meerdere medicijnen in één enkele pil of het aanpassen van de dosering op basis van de unieke fysiologie van de patiënt. Dit niveau van maatwerk zou de effectiviteit van de behandeling en de therapietrouw van de patiënt kunnen verbeteren, waardoor de manier waarop medicijnen worden voorgeschreven en geconsumeerd mogelijk wordt getransformeerd. Dit zou echter zorgvuldige regelgeving en toezicht vereisen om de veiligheid en werkzaamheid te garanderen.

De integratie van 3D-printen in de medische sector zou aanzienlijke gevolgen kunnen hebben voor de economie en het beleid in de gezondheidszorg. De mogelijkheid om medische apparatuur en benodigdheden ter plaatse te produceren zou de afhankelijkheid van externe leveranciers kunnen verminderen, wat mogelijk kan leiden tot kostenbesparingen en verhoogde efficiëntie. Dit zou met name gunstig kunnen zijn voor afgelegen of slecht bediende gebieden, waar de toegang tot medische voorzieningen een uitdaging kan zijn. Overheden en gezondheidszorgorganisaties moeten mogelijk rekening houden met deze potentiële voordelen bij het ontwikkelen van beleid en strategieën voor de gezondheidszorg in de toekomst.

Implicaties van 3D-printen in de medische sector

Bredere implicaties van 3D-printen in de medische sector kunnen zijn:

• Snellere productie van implantaten en protheses die goedkoper, duurzamer en op maat voor elke patiënt zijn. 
• Verbeterde opleiding van medische studenten door studenten in staat te stellen operaties te oefenen met 3D-geprinte organen.
• Verbeterde chirurgische voorbereiding door chirurgen in staat te stellen operaties uit te voeren met 3D-geprinte replica-organen van de patiënten waaraan ze zullen opereren.
• De eliminatie van langere wachttijden voor het vervangen van organen, aangezien cellulaire 3D-printers de mogelijkheid krijgen om functionerende organen uit te voeren (2040s). 
• De eliminatie van de meeste protheses, aangezien cellulaire 3D-printers de mogelijkheid krijgen om functionerende vervangende handen, armen en benen (2050s) uit te voeren. 
• Verbeterde toegankelijkheid tot gepersonaliseerde protheses en medische hulpmiddelen die personen met een handicap empoweren, de inclusiviteit bevorderen en hun levenskwaliteit verbeteren.
• Regelgevingskaders en standaarden om de veiligheid, werkzaamheid en ethisch gebruik van 3D-printen in de gezondheidszorg te garanderen, waarbij een evenwicht wordt gevonden tussen het bevorderen van innovatie en het beschermen van het welzijn van patiënten.
• Op maat gemaakte oplossingen voor leeftijdsgerelateerde gezondheidsproblemen, zoals orthopedische implantaten, tandheelkundige restauraties en hulpmiddelen, die tegemoetkomen aan de specifieke behoeften van ouderen.
• Vacatures in de biomedische technologie, digitaal ontwerp en de ontwikkeling van 3D-printtechnologie.
• Vermindering van het verbruik van afval en hulpbronnen door het optimaliseren van het materiaalgebruik, het minimaliseren van de behoefte aan grootschalige productie en het mogelijk maken van on-demand productie.

Vragen om te overwegen

• Hoe kan 3D-printen nog meer worden gebruikt om de gezondheidsresultaten te verbeteren?
• Wat zijn enkele veiligheidsnormen die regelgevers moeten aannemen als reactie op de toegenomen toepassing van 3D-printen in de medische sector?