3D printen zorgt voor betere en efficiëntere patiëntenzorg

3DLab van Antoni van Leeuwenhoek rekent dagelijks op de Formlabs 3D printers

3D printen is niet meer weg te denken in de zorg voor de oncologie-patiënten van het Antoni van Leeuwenhoek ziekenhuis. Met de modellen en boor- en zaagmallen kunnen chirurgen ingrepen beter plannen en uitvoeren. Ze kunnen risico’s van een ingreep uitleggen aan de patiënt. En als het nodig is, worden de Formlabs SLA-printers gebruikt om mallen te printen voor het maken van prothesen. Dat scheelt tijd, bezoeken aan het ziekenhuis en levert een betere pasvorm.

Chirurgen van het Antoni van Leeuwenhoek doen vier tot vijf prostaatoperaties in de week. Tegenwoordig allemaal met de Da Vinci robot. De chirurg zit in een hoek van de OK, kijkt naar het beeldscherm met daarop het 3D beeld van de buikholte van de patiënt en stuurt met een joystick de robot aan. Nauwkeuriger dan met de hand kan. Dikwijls heeft de chirurg een 3D geprint model van de prostaat met de tumor bij de hand. Hierop is de locatie van de tumor in de prostaat zichtbaar. Dankzij zo’n model kan de chirurg de uitkomst van de prostaatresectie vooraf beter inschatten. “En het is fijn als hij een fysiek model bij de hand heeft tijdens de operatie”, zegt Maarten van Alphen. Omdat de chirurg in een hoek van de operatiekamer zit, hoeft het model niet steriel te zijn.

V.l.n.r. Maarten van Alphen, Robert van Veen en Wilfred de Beukelaar voor de Form3D printers in het Verwelius 3D Lab.

Toename van toepassingen

Het 3D printen van fysieke modellen is slechts een van de vele toepassingen waarvoor het 3D Lab de Formlabs SLA-printers inzet. Vijf jaar geleden heeft het in oncologiebehandeling gespecialiseerd ziekenhuis het 3D Lab geopend. In de begintijd ging het met name om het in beeld brengen en plannen van resecties van gedeelten van de onderkaak. Hierbij werd toen ook een 3D model van de onderkaak geprint. Maarten van Alphen: “Als je de titanium platen kunt voorbuigen op een model, kun je veel werk vooraf doen en zorg je dat dit niet op de OK hoeft te gebeuren.” Inmiddels is het werkgebied van het 3D Lab verbreed. Hoofd- en hals chirurgie maakt er gebruik van, net als urologie, thoraxchirurgie en radiotherapie. In het 3D Lab werken daarnaast voortdurend zes, zeven studenten Klinische Technologie van de universiteiten Twente en Delft. Ook zij gebruiken de 3D printers voor hun onderzoeken. Er lopen 7 onderzoekslijnen en 14 projecten.

Snelheid door in huis te 3D printen

De tijdwinst die het ziekenhuis boekt door in huis te printen, is belangrijk, leggen Maarten van Alphen en Robert van Veen uit. “Hierdoor kunnen we een model dezelfde dag aan de arts geven. We doen ook veel research naar genavigeerd zagen, dan is het handig als je snel een mock-up kunt printen met prototypes van de zaagmal.” Voor de studenten die aan onderzoeken werken om de behandelingsmethoden te verbeteren, is snelheid helemaal belangrijk. “Soms zijn ze maar tien weken hier. Twee weken op een externe leverancier wachten duurt te lang, afgezien van de rompslomp met bestelformulieren. Nu 3D printen ze hun model en kunnen dat vaak nog dezelfde dag aanpassen als het nodig is.” Het Verwelius 3D Lab van het Antoni van Leeuwenhoek ziekenhuis gebruikt hiervoor drie low force stereolithografie printers van Formlabs: naast twee Form 3B printers ook een Form 3BL, met een extra groot bouwvolume. Dit grote formaat is nodig voor de productie van mallen, waarmee via enkele tussenstappen aangezichtsprothesen worden gemaakt. Soms moeten de chirurgen bij een patiënt een oog uitnemen, af en toe met zelfs een deel van het gezicht; soms amputeren ze oren. Vroeger werden de prothesen voor deze patiënten volledig met de hand gemaakt. Alleen al het maken van de vorm voor het verloren was gieten kon tot wel 12 uur duren; en de patiënt moest meerdere keren naar het ziekenhuis komen. Maarten van Alphen: “Nu scannen we het gezonde deel, spiegelen dit naar de andere zijde en daarmee hebben we binnen een half uur het 3D model voor de mal klaar.” Voor de patiënt betekent dit minder vaak naar het ziekenhuis gaan en de siliconenprothese heeft een betere pasvorm dankzij de optische scan en de geprinte mal.

Het maken van een aangezichtsprothese is handwerk, maar het begint met het 3D printen van een mal waarin een was- of gipsmodel wordt gegoten. In het ziekenhuis wordt het gezonde deel van het aangezicht gescand. Dit beeld wordt gespiegeld en die data gebruikt men om op de Formlabs 3BL de mal te printen.

Gebruiksgemak Formlabs printers

De twee belangrijkste redenen om voor Formlabs te kiezen, zijn het gebruiksgemak (waaronder eenvoudig onderhoud) en de hoge resolutie tot 25 micron. Het brede aanbod resins is de derde reden, aldus Robert van Veen. “We kunnen uit veel verschillende resins kiezen, tot en met flexibele materialen en materialen die medisch gecertificeerd zijn.” Het gebruiksgemak is van belang omdat de TU-studenten die tijdens hun afstudeerstage in het 3D Lab aan researchprojecten werken, zelf mogen printen. “In principe zijn de Formlabs printers zo eenvoudig te bedienen dat iedereen zou kunnen printen. Maar omdat de kliniek er afhankelijk van is, bedienen we met vier medewerkers de printers en mogen verder alleen de afstudeerders zelf printen.” Formlabs partner Layertec in Den Bosch heeft de 3D printers inclusief wasmachines en UV harders geleverd, de medewerkers getraind en doet de ondersteuning. In de service-overeenkomst heeft het ziekenhuis onder andere vastgelegd dat als de capaciteit in gedrag door een storing, er een vervangingsprinter wordt geplaatst of Layertec bijspringt met het 3D printen van modellen voor het ziekenhuis. Robert van Veen: “Als er eens iets is, lost Layertec het probleem snel op.”

In het 3DLab staat de Formlabs Form3BL, met twee lasers van elk 250W en een bouw volume van 335 bij 200 bij 200mm. Daarnaast staat een van de twee Form3B printers en de Form Wash & Cure.

CNC-machine niet meer gebruikt

De instrumentmakers in het Amsterdamse ziekenhuis gebruiken de 3D printers ook, bijvoorbeeld voor passtukken en applicatoren voor inwendige radiotherapie. Vroeger werden deze op een CNC-machine gefreesd. Sinds de Formlabs 3D printers er staan, wordt de freesbank veel minder gebruikt. “3D printen scheelt tijd, geld en materiaal”, vat Wilfred de Beukelaar de voordelen samen. Hij is als klinisch fysisch medewerker verantwoordelijk is voor alle aankoopprojecten. Zelfs als er sterke, harde producten nodig zijn, kiezen de instrumentmakers voor de Formlabs 3D printers. Negen van de tien keer tekenen ze het onderdeel in SolidWorks en printen het. Het enige nadeel is dat de supportstructuren - onvermijdelijk - verwijderd moeten worden. “Daarom denken we na over de Fuse 1 van Formlabs”, valt Robert van Veen bij. De nieuwe SLS 3D printer van Formlabs is een poederbed printer, waarbij geen support nodig is bij een grote overhang.

Gebruik blijft toenemen

Dat het gebruik van 3D printers in het ziekenhuis blijft toenemen, lijdt geen twijfel. “3D printen wordt alleen maar groter”, verwacht Robert van Veen. Bijvoorbeeld in de kaakchirurgie, waar het ziekenhuis werkt aan implantaten die aan de jukbeenderen worden bevestigd. “Boormallen spelen hierbij een nog grotere rol.” De chirurgen gebruiken de 3D geprinte modellen ook steeds vaker in het gesprek met hun patiënt. “Met een fysiek model is het makkelijker inzichtelijk te maken welke risico’s een chirurgische ingreep heeft en of een andere behandeling met net zoveel overlevingskans niet beter is”, zegt Maarten van Alphen. Betere patiëntenzorg dus dankzij de Formlabs 3D printtechnologie.