3D-printen in protheses:een revolutie in ontwerp, voordelen en materiaalinnovaties

Protheses 3D-printen is het gebruik van 3D-printers om kunstmatige, draagbare lichaamsdelen zoals benen, handen en armen te ontwerpen en te creëren. Het is een relatief nieuwe methode vergeleken met de traditionele productiemethode. De materialen die worden gebruikt bij het maken van 3D-geprinte protheses zijn toegankelijk en lichtgewicht, waardoor het proces geschikt is voor het produceren van protheses en een gunstig alternatief biedt voor patiënten over de hele wereld.

In dit artikel wordt verder ingegaan op 3D-printen in protheses, hoe het wordt gebruikt, de geschiedenis, de kosten en de voordelen ervan.

Wat is 3D-printen in protheses?

Protheses 3D-printen is het gebruik van additieve productietechnologieën in plaats van traditionele subtractieve productiemethoden om kunstmatige lichaamsdelen te creëren. Deze lichaamsdelen kunnen verloren zijn gegaan door traumatische gebeurtenissen of aangeboren afwijkingen (aanwezig bij de geboorte). In sommige gevallen kan een amputatieoperatie noodzakelijk zijn wanneer de ledemaat of ledematen van een slachtoffer ernstig zijn getroffen door een ziekte die leidt tot atrofie en ontbinding (gangreen). Hoe dan ook dienen 3D-geprinte protheses als vervanging voor de ontbrekende ledematen.

Raadpleeg onze gids over 3D-printen voor meer informatie.

Hoe wordt 3D-printen gebruikt in protheses?

3D-printen is om een aantal redenen nuttig gebleken bij het maken van protheses. Het gebruik van 3D-printen om protheses te vervaardigen leidt tot een aanzienlijke vermindering van de productietijd, de kosten en het gewicht van protheses. Protheses die volgens traditionele methoden worden geproduceerd, vereisen strenge procedures en zijn duur. Een prothetische arm kost doorgaans meer dan $ 2.000, en het kan zijn dat de geamputeerde lange tijd (tussen 3 en 6 weken) moet wachten voordat de productie en levering kan plaatsvinden. Prothetiek 3D-printen daarentegen is betaalbaar, heeft een korte doorlooptijd en de benodigde materialen zijn direct beschikbaar. Een 3D-geprinte arm kan €395 kosten en kan in één dag worden geproduceerd.

Wanneer werd de eerste 3D-geprinte prothese gemaakt?

Van 1990 tot 1999 werden pogingen ondernomen door wetenschappers en medici om 3D-geprinte prothesen te maken. Er was een doorbraak toen hun onderzoek leidde tot de creatie van de eerste 3D-tandheelkundige implantaten en organen. 3D-geprinte prothetische armen, vingers, handen of benen waren echter nog steeds onderwerp van onderzoek. Uiteindelijk werd in 2011 een prototype van een 3D-geprinte handprothese gemaakt.

Wie heeft de eerste 3D-geprinte prothesen gemaakt?

De Amerikaanse kunstenaar Ivan Owen creëerde in 2011 de eerste 3D-geprinte prothese. Een 3D-geprinte prothese was echter niet zijn eerste creatie:het was een mechanische hand. Hij creëerde dit voor een steampunk-conventie en plaatste een video online van het maakproces. Na nog een samenwerking met een geamputeerde timmerman trok het project de aandacht van een moeder. Haar zoon had een kunsthand nodig en protheses waren toen duur. Owen leerde haar kennen en verzocht een 3D-printerproductiebedrijf om twee 3D-printers te doneren. Zijn verzoek werd ingewilligd en hij creëerde de eerste 3D-geprinte handprothese. Het probleem dat de zoon de prothese ontgroeide, was niet echt een probleem, omdat de gedrukte hand schaalbaarheid mogelijk maakt.

Wat zijn de meest voorkomende 3D-geprinte prothesen?

De meest voorkomende 3D-geprinte protheses zijn:

1. 3D-geprinte prothetische hand: Prothetische handen zijn gemaakt voor mensen die een ledemaat aan de pols hebben verloren. E-nable prosthetics, een vereniging die toezicht houdt op een netwerk van makers, enthousiastelingen of humanitairen, creëert verschillende 3D-modellen van prothesehanden. Sommige van deze modellen worden gedrukt en gedoneerd aan honderden mensen over de hele wereld. 
2. 3D-geprinte prothetische arm: Prothetische armen kunnen een combinatie zijn van een hand en onderarm, of een hand, arm en onderarm. Hero-protheses worden erkend als de eerste klinisch goedgekeurde 3D-geprinte prothetische arm. Tot de functionaliteiten behoren high five, grab, thumbs up en pitch. Het is esthetisch aantrekkelijk en vooral geliefd bij kinderen vanwege de verscheidenheid aan superactiefiguren die het vertegenwoordigt. De myo-elektrische functionaliteit maakt het voor de gebruiker mogelijk om een bepaald niveau van controle te hebben over zijn 3D-geprinte armprothese.
3. 3D-geprinte prothesevoet: Prothesevoeten zorgen ervoor dat gebruikers kunnen lopen. Deze worden meestal gemaakt met elastische hielconfiguraties of stevige enkelgedempte hakken (SACH). Upya van Exoneo is een betaalbare, dynamische en volledig biomechanische voetprothese die de werkelijke anatomie van de tenen, enkel en hiel kopieert. Hierdoor ervaren gebruikers hetzelfde gevoel als een natuurlijke voet.

Bekijk voor meer informatie onze online 3D-printservice voor uw behoeften.

Is het veilig om 3D-geprinte protheses te gebruiken?

Ja, het is veilig om 3D-geprinte protheses te gebruiken, als aan de juiste specificaties en productkwaliteit wordt voldaan. De sterkte en kwaliteit van de materialen die bij het bouwproces worden gebruikt, zullen de basis vormen voor het meten van de veiligheid van 3D-geprinte prothesen. Verkeerde materialen breken meestal gemakkelijk vanwege hun onvermogen om het gewicht van de gebruiker te dragen. 

Wat zijn de voordelen van 3D-geprinte protheses?

Prothetisch 3D-printen biedt veel voordelen vergeleken met zijn conventionele tegenhanger. Een belangrijk voordeel is de schaal- en uitlijningsmogelijkheid van de 3D-geprinte modellen. Een andere reden is de kosten- en tijdefficiëntie die het biedt, evenals de beschikbaarheid van materialen.

Wat zijn de materialen die worden gebruikt in 3D-geprinte protheses?

De materialen die worden gebruikt in 3D-geprinte protheses zijn duurzaam en lichtgewicht, zoals plastic. Als bijkomend voordeel bestaat de interne structuur uit lichtgewicht materialen:koolstofvezel, titanium of aluminium. Een kunstmatig prothesegewicht zal in het algemeen afhangen van het type prothese en het materiaal waaruit het bestaat. Een 3D-geprinte prothese tot boven de knie weegt ongeveer 1,54 kg, terwijl zijn traditionele tegenhanger gemiddeld 3,62 kg weegt.

Hoe lang gaan 3D-geprinte prothesen mee?

Een prothese die op de juiste manier is vervaardigd, gaat ongeveer 3 tot 5 jaar mee. Een kind dat snel groeit, heeft echter van tijd tot tijd vervanging nodig. Dit komt omdat het lichaamsdeel waaraan het item vastzit de 3D-geprinte prothese zou zijn ontgroeid.

Zijn 3D-geprinte prothesen duur?

Nee, 3D-geprinte protheses zijn niet duur – zeker niet in vergelijking met traditionele protheses. Je kunt een werkende 3D-geprinte prothese krijgen voor $ 395. De conventionele soorten worden doorgaans voor duizenden dollars verkocht.

Hoeveel kosten 3D-geprinte prothesen?

3D-geprinte protheses zijn over het algemeen kosteneffectief, maar sommige hoogwaardige ontwerpen zijn duur. De Hero 3D-geprinte prothetische arm, gemaakt door Open Bionics, heeft bijvoorbeeld een prijsklasse van $10.000-$20.000. Het is echter iets goedkoper dan de conventionele bionische armprothese.  Sommige liefdadigheidsorganisaties, zoals Kinetic – opgericht door Mat Bowtell, en Free 3D Hands – hebben aan velen gratis 3D-geprinte prothetische armen uitgedeeld. Ze hebben ook montagehandleidingen gemaakt voor degenen die thuis hun eigen protheses willen maken.

Een opmerkelijke online marktplaats voor de aankoop van 3D-geprinte protheses is Indiamart.

Wat is de toekomst van 3D-geprinte protheses?

3D-geprinte prothesen staan nog in de kinderschoenen, maar hebben een groot potentieel. Het kan echter verkeerd zijn om aan te nemen dat de technologie zijn traditionele tegenhanger volledig zal vervangen. Bovendien is een belangrijke factor waarmee rekening moet worden gehouden de acceptatie ervan in de medische industrie. De eerste 3D-geprinte bionische arm is klinisch goedgekeurd; Als regelgevende instanties interesse tonen en hun goedkeuring geven, zal prothetisch 3D-printen dus steeds meer verankerd raken in de samenleving.

Disclaimer

De inhoud die op deze webpagina verschijnt, is uitsluitend voor informatieve doeleinden. Xometry geeft geen enkele verklaring of garantie van welke aard dan ook, expliciet of impliciet, met betrekking tot de nauwkeurigheid, volledigheid of geldigheid van de informatie. Eventuele prestatieparameters, geometrische toleranties, specifieke ontwerpkenmerken, kwaliteit en soorten materialen of processen mogen niet worden afgeleid als representatief voor wat externe leveranciers of fabrikanten via het netwerk van Xometry zullen leveren. Kopers die offertes voor onderdelen zoeken, zijn verantwoordelijk voor het definiëren van de specifieke vereisten voor die onderdelen. Raadpleeg onze algemene voorwaarden voor meer informatie.