30 jaar Materialise:Revolutionizing Healthcare Engineering om betere en meer voorspelbare patiëntresultaten mogelijk te maken

Met behulp van op medische beelden gebaseerde software en diensten voor populatieanalyse kunnen anatomische ingenieurs nu snel nieuwe apparaten testen op honderden virtuele patiënten en representatieve fysieke testmodellen maken. Dit is een sprong voorwaarts ten opzichte van traditionele methoden. Het is een alternatief voor het testen op kadavers, die slechts één apparaat op de anatomie van één specifieke persoon kunnen testen. Testen kunnen nu helpen om innovatie te versnellen, de apparaatprestaties te verbeteren en de voordelen ervan te bewijzen.

Deze innovatie, ook wel virtuele patiënten genoemd, verkort de tijd die nodig is om een ​​product op de markt te brengen door het aantal ontwerpiteraties te verminderen. En toch is het slechts een van de instrumenten die voorhanden zijn om het onderzoeks- en ontwerpproces te versnellen. Door het anatomisch begrip te vergroten, is het medische veld op weg naar veiligere en meer voorspelbare resultaten.

Materialise-oprichter en CEO Fried Vancraen met een van de eerste anatomische modellen ooit geprint met Materialise Mimics.

Terwijl Materialise dit jaar zijn 30e verjaardag viert, kijken we met een reeks blogposts terug op de meest betekenisvolle innovaties uit de geschiedenis van het bedrijf. Om te beginnen reflecteren we op enkele van onze medische innovaties als een voorbeeld van onze inzet voor een betere en gezondere wereld.

Een natuurlijke spil naar medisch

In 1990 begon Materialise als een servicebureau om 3D-geprinte onderdelen aan bedrijven te leveren. Het oorspronkelijke idee was dat het met 3D-printen mogelijk zou zijn om snellere ontwerpiteraties te hebben tijdens de prototypingfase. Maar al snel ging de missie van Materialise verder en breidde zich uit naar het medische veld:de CEO en oprichter van Materialise, Fried Vancraen, realiseerde zich dat de 3D-bestanden die ze gebruikten om verschillende objecten af ​​te drukken, unieke overeenkomsten vertoonden met medische scans.

Om een ​​3D-afdruk te maken, splitst software een ontwerpbestand op in dunne plakjes om de 3D-printer te instrueren wat hij op elke laag moet doen. Toen Fried bekeek hoe 3D-printbestanden in wezen stapels van zeer dunne plakjes waren, realiseerde hij zich dat deze bestanden erg lijken op CT-scans, dit zijn afbeeldingen van patiënten die ook in zeer dunne plakjes zijn opgesplitst.

Dit gloeilampmoment leidde tot de eerste versie van Materialise Mimics slechts twee korte jaren na de oprichting van het bedrijf. Met deze software die medische gegevens koppelt aan 3D-printers, kan Materialise anatomische modellen maken op basis van de unieke anatomie van een individuele patiënt. Fried wilde dat clinici een fysieke afdruk van de anatomie van hun patiënten zouden hebben, zodat ze complexe gevallen beter zouden begrijpen. Bovendien werd het door 3D-printen een haalbaar doel om eenmalige gepersonaliseerde apparaten te maken, zoals implantaten en handleidingen voor operaties. De eerste gevallen waarin anatomische modellen werden gebruikt, waren voor patiënten met hersentumoren en hielpen clinici te zien waar ze kritische, nauwkeurige sneden konden maken zonder de omliggende kostbare delen van de hersenen nadelig te beïnvloeden.

Een voorbeeld van kleurenstereolithografie voor een 3D-anatomisch model van een kaak uit 1996.

Na anatomische modellen ging Materialise verder met 3D-geprinte handleidingen die tijdens operaties konden worden gebruikt, zodat chirurgen nauwkeurig implantaten konden snijden en boren. De aanvankelijke focus op tandheelkunde stelde clinici in staat om een ​​procedure virtueel in 3D te plannen en een aangepaste handleiding af te drukken om deze planning nauwkeurig naar zijn patiënt te vertalen.

Gepersonaliseerde chirurgische kniegeleiders voor nauwkeurige sneden voor de specifieke anatomie van de patiënt samen met andere noodzakelijke chirurgische instrumenten.

Co-creatie en partnerschappen die innovatie stimuleren

De geboorte van Materialise Mimics maakte de weg vrij voor ongekende mogelijkheden. Voorbeelden van innovatieve oplossingen zijn anatomische modellen , chirurgische tandheelkundige gidsen, cranio-maxillofaciale gidsen , en gepersonaliseerde implantaten die allemaal hebben bijgedragen aan meer vertrouwen voor clinici en betere resultaten voor patiënten. Vanaf het begin geloofde Fried dat co-creatie - geesten van verschillende bedrijven en vakgebieden die samenwerken met onze software, technologie, ervaring en expertise - de sleutel tot innovatie was. Bovendien werd Mimics beschikbaar gesteld aan andere bedrijven, zodat ze hun eigen onderzoek en ontwikkeling konden bevorderen. Met deze holistische kijk op het zakelijke ecosysteem die tot op de dag van vandaag voortduurt, blijven co-creatie en partnerschappen de pijlers van onze basis.

Deze stichting heeft veel van onze partners geholpen om op te schalen van onderzoek en ontwikkeling (R&D) naar grootschalige klinische operaties. Sommige bedrijven gebruiken onze software om producten te ontwerpen om in huis te printen en te produceren, terwijl andere bedrijven een kant-en-klare oplossing nodig hebben die de volledige levenscyclus van het product dekt, zoals onze gepersonaliseerde, craniomaxillofaciale (CMF) implantaten die worden aangeboden via DePuy Synthes TRUMATCH® CMF Oplossingen .

Bij Materialise streven we ernaar om medisch 3D-printen toegankelijk te maken voor elke onderzoeker, ingenieur en clinicus, via een open platform van software en diensten die helpen bij het aanpassen van de behandeling van patiënten.
- Fried Vancrean, CEO en oprichter

CMF-chirurg die een digitaal chirurgisch plan uitlegt aan een patiënt met met behulp van een 3D-geprint anatomisch model.

Evolutie van vandaag

Vandaag de dag zijn er vele paden van innovatie die voortkomen uit vooruitgang in de medische techniek, waaronder 3D-planning, virtuele patiënten , point-of-care 3D-printen , AI om pre-operatieve planning te verbeteren , en verder.

Vooral virtuele patiënten hebben een lange weg afgelegd van slechts een idee tot de standaardpraktijk als het gaat om het ontwikkelingsproces van orthopedische implantaten. In de kern zijn virtuele patiënten computermodellen van patiënten die helpen de reactie van patiënten op de behandeling te voorspellen.

In het voorbeeld van Exprt® Revision Hip , was DJO Surgical in staat om de pasvorm van het implantaat snel te verbeteren met verschillende botgroottes. Dit alles terwijl tijd en geld werd bespaard door een sneller iteratief proces met betrouwbaarheid van het verificatie- en validatieproces. Het hebben van deze tool hielp de chirurgen en ingenieurs ook om gemakkelijker te communiceren via gegevens die ze allebei konden begrijpen. Met zoveel voordelen is deze vooruitgang in medische technologie gemakkelijk een standaard geworden voor DJO Surgical.

Materialise's expertise op het gebied van Research &Development en Design &Engineering kwam samen voor de wereldwijde pandemie van vandaag toen we een 3D-geprinte NIP-connector ontwikkelden en produceerden die standaard medische apparatuur bij elkaar houdt - een masker, een luchtfilter en een PEEP-klep. Omdat patiënten ernstige ademhalingsproblemen hebben, leidt het ziekenhuis van UZ Leuven een klinische proef voor een oplossing die de kloof overbrugt tussen een eenvoudig zuurstofmasker en intubatie. Onze medische ingenieurs werkten samen met artsen om deze niet-invasieve oplossing te creëren met behulp van onze knowhow op het gebied van het ontwerpen van medische apparatuur, regelgevende processen en gecertificeerde medische productie. Geleid door onze drie decennia van engineering voor 3D-printen, waren we snel in staat om de pandemie het hoofd te bieden met impactvolle oplossingen die konden worden geschaald.

Materialise heeft het NIP-masker ontwikkeld als een niet-invasief alternatief aan ventilatoren tijdens de COVID-19-pandemie.

Nieuwe gedeelde horizonten komen eraan

We zien een voortzetting in onze missie om zorg op maat te verduurzamen door middel van procesautomatisering en betere integratie in het digitale zorgecosysteem. Terwijl Materialise vooruitgang boekt op het gebied van technologie, kijken we uit naar voortzetting van sterke samenwerkingen met anderen om nieuwe wegen in te slaan op medisch gebied, voorspelbaarheid te brengen en de patiëntenzorg te verbeteren, terwijl risico's worden beperkt. Na 30 jaar zinvolle toepassingen in het medische veld te hebben ontwikkeld, kijken we met trots terug en zien we hoe onze technologie heeft geholpen om zoveel levens te beïnvloeden.