3D-printen maakt operaties steeds meer maatwerk

Een implantaat dat precies wordt ontworpen voor één enkel, een operatiemal die maar op één bot past of een anatomisch model waarmee een chirurg de ingreep vooraf kan oefenen. 3D-technologie krijgt een steeds grotere rol in Nederlandse ziekenhuizen. Een nieuw implantaat voor beschadigd enkelkraakbeen laat zien waar die ontwikkeling naartoe kan gaan: van 3D-printen als hulpmiddel naar een behandeling die zelf volledig op de patiënt wordt afgestemd.

Een implantaat op maat voor de enkel

Onderzoekers van de Universiteit Twente en het Radboudumc ontwikkelen binnen HealthTech Nexus een nieuw 3D-geprint implantaat voor patiënten met beschadigd kraakbeen in de enkel. Het implantaat, AMPLANK, moet in de toekomst mogelijk een minder ingrijpend alternatief bieden voor bestaande operatieve behandelingen.

Bij ernstige kraakbeenbeschadiging kunnen onder andere het vastzetten van het enkelgewricht of een totale enkelvervanging worden toegepast. AMPLANK wordt juist zo ontworpen dat het binnen de beperkte ruimte van het enkelgewricht past, waarbij zoveel mogelijk gezond bot behouden blijft. Het implantaat wordt afgestemd op de anatomie van de individuele patiënt.

De ontwikkeling bevindt zich nog in de prototype- en testfase. De onderzoekers gaan met computersimulaties bekijken hoe het implantaat zich in het gewricht gedraagt en willen het vervolgens in een anatomische setting testen. Ook wordt samen met enkelchirurgen gewerkt aan een veilige en praktisch uitvoerbare operatieprocedure. Het gaat dus nog niet om een behandeling die al beschikbaar is voor patiënten.

Van CT-scan naar operatiemal in het UMCG

AMPLANK staat niet op zichzelf. In verschillende Nederlandse ziekenhuizen is inmiddels een speciaal 3D Lab ingericht.

Een goed voorbeeld is het UMCG. Daar worden CT-beelden omgezet in gedetailleerde digitale 3D-modellen. Op basis daarvan kunnen technici en chirurgen een operatie vooraf plannen en patiëntspecifieke boor- of zaagmallen ontwerpen. Die worden vervolgens geprint en tijdens de operatie gebruikt om instrumenten heel precies naar de juiste positie te leiden.

De techniek wordt onder meer ingezet bij complexe botbreuken, verkeerd vastgegroeide botten, bottumoren en andere ingewikkelde reconstructies. Volgens het UMCG worden inmiddels jaarlijks honderden patiënten met behulp van deze 3D-technologie behandeld. Het ziekenhuis werkt bovendien samen met regionale ziekenhuizen om de expertise breder beschikbaar te maken.

Ook andere umc's bouwen aan 3D-zorg

Ook het Radboudumc beschikt over een eigen 3D Lab. Daar worden onder meer virtuele operatieplanningen en geprinte anatomische modellen gemaakt. Bij bepaalde schedeloperaties bij kinderen worden bijvoorbeeld patiëntspecifieke teken- en reconstructiemallen geprint waarmee het vooraf gemaakte operatieplan tijdens de ingreep nauwkeurig kan worden gevolgd.

In het UMC Utrecht gaat de toepassing nog een stap verder. Het 3D Lab ontwikkelt ook implantaten voor individuele patiënten. Zo beschrijft het ziekenhuis toepassingen bij complexe orthopedische problemen waarbij standaardimplantaten niet goed aansluiten op de anatomie van de patiënt.

Het Erasmus MC ontwerpt via zijn 3D Lab eveneens patiëntspecifieke chirurgische hulpmiddelen. Daarbij gaat het bijvoorbeeld om boor-, zaag- en repositiemallen die tijdens een operatie helpen om de vooraf gemaakte chirurgische planning zo nauwkeurig mogelijk uit te voeren.

Van standaardoplossing naar persoonlijke zorg

De voorbeelden laten vooral zien dat 3D-printen in de zorg veel meer omvat dan het daadwerkelijk printen van een object. Het begint bij medische beeldvorming, waarna een digitale kopie van de anatomie van de patiënt kan worden gemaakt. Artsen en technisch geneeskundigen kunnen daarmee een ingreep simuleren, een operatieplan opstellen en vervolgens een model, operatiemal of implantaat op maat ontwerpen.

AMPLANK past daarmee in een bredere ontwikkeling naar patiëntspecifieke zorg. Waar implantaten en operatie-instrumenten traditioneel grotendeels gestandaardiseerd zijn, maakt 3D-technologie het steeds vaker mogelijk de oplossing aan te passen aan het lichaam van de patiënt.

Of AMPLANK uiteindelijk daadwerkelijk onderdeel wordt van de reguliere behandeling van enkelkraakbeen moet verder onderzoek uitwijzen. Maar de ontwikkeling in Nederlandse 3D Labs laat zien dat de stap van digitaal ontwerp naar maatwerk in de operatiekamer op steeds meer plekken al werkelijkheid is.