3D-printen in de geneeskunde: wat kan er al en wat nog niet

3D-printen heeft in de zorg een vaste plek veroverd. Niet als wondermiddel, maar als gereedschap voor maatwerk op plekken waar standaardproducten tekortschieten. Van protheses die precies passen tot oefenmodellen voor chirurgen: de techniek wordt inmiddels dagelijks gebruikt in ziekenhuizen en laboratoria.

Wat houdt 3D-printen in de geneeskunde in?

3D-printen, ook wel additive manufacturing genoemd, bouwt een object laag voor laag op uit een digitaal ontwerp. In de zorg gebeurt dat met uiteenlopende materialen: kunststof voor protheses en anatomische modellen, titanium voor implantaten en bio-inkten met levende cellen voor onderzoek naar weefsel.

Protheses en orthesen op maat

Een traditionele prothese vraagt veel handwerk en past zelden in één keer goed. Met een 3D-scan en een printer kan een prothese of orthese worden afgestemd op het lichaam van één patiënt. Dat levert een betere pasvorm en meer draagcomfort op, en de productie duurt vaak dagen in plaats van weken. Omdat een geprinte prothese relatief goedkoop te maken is, wordt de techniek ook ingezet in regio's waar klassieke protheses onbetaalbaar zijn. Gehoorapparaten worden al jaren op deze manier gemaakt: het schaaltje dat in het oor zit wordt per drager geprint.

Oefenmodellen voor chirurgen

Uit een CT- of MRI-scan kan een model worden geprint van het orgaan of bot waaraan geopereerd moet worden. Chirurgen gebruiken zulke modellen om een complexe ingreep vooraf te doorgronden en soms letterlijk te oefenen. Dat vergroot het inzicht in de anatomie van de patiënt en kan de operatietijd verkorten.

Implantaten

Voor reconstructieve chirurgie worden implantaten geprint in biocompatibele materialen zoals titanium. Een geprint implantaat kan precies de vorm van het ontbrekende bot volgen, wat vooral bij ernstige gezichtsverwondingen veel uitmaakt. De printer kan bovendien poreuze structuren maken waar natuurlijk botweefsel in kan groeien, iets wat met frezen of gieten nauwelijks lukt.

Bioprinting: veelbelovend, maar vooral nog onderzoek

Bij bioprinting dienen levende cellen als inkt. Onderzoekers werken daarmee aan huidweefsel voor brandwondenpatiënten en aan kraakbeen voor oor- en neusreconstructies. Er wordt zelfs geëxperimenteerd met hartkleppen die met een kind mee zouden kunnen groeien. Dat is nadrukkelijk nog onderzoek. Een volledig functioneel orgaan printen kan niet: vooral het aanleggen van bloedvaten in geprint weefsel is een obstakel dat nog niemand heeft opgelost. Reken voorlopig dus niet op donororganen uit de printer.

Medicijnen op maat

Er wordt ook onderzocht of medicijnen geprint kunnen worden in doseringen die per patiënt verschillen. Dat is vooral interessant in de kindergeneeskunde, waar de dosering nauw luistert, en bij chronische aandoeningen die om maatwerk vragen.

Waar de techniek tegenaan loopt

• Regelgeving. Medische toepassingen moeten worden goedgekeurd door instanties zoals de EMA en de FDA. Dat is terecht, maar het maakt de weg van idee naar behandeling lang.
• Materialen. Er zijn biocompatibele materialen beschikbaar, maar de zoektocht naar betere bio-inkten en implantaatmaterialen is nog volop gaande.
• Kosten. Voor kleinere ziekenhuizen en klinieken is een medische 3D-printer een forse investering, waardoor de techniek nog niet overal beschikbaar is.

Wat kun je er zelf mee?

Implantaten en weefsel printen blijft werk voor gespecialiseerde laboratoria. Maar het principe erachter, een scan of ontwerp omzetten in een tastbaar model, werkt op elke printer. Studenten en docenten printen bijvoorbeeld anatomische studiemodellen op een gewone desktopprinter, meestal in PLA omdat dat eenvoudig print en veel detail laat zien. Twijfel je welk filament bij zo'n project past, kijk dan even in de keuzehulp.

De geneeskunde laat goed zien waar 3D-printen sterk in is: geen massaproductie, maar één exemplaar dat precies past. Dat idee is in het klein net zo bruikbaar als in het groot.