3D-printen in de medische techniek

Gerben Postma (36) en Ewin Marinus (29)

Aan het woord zijn ditmaal Gerben Postma (36) en Ewin Marinus (29) twee medisch technici van het Nij Smellinghe ziekenhuis in Drachten. 3D-printing maakt zijn opmars in de medische zorg en het onderwijs. Maar ook in de medische techniek blijkt de printer bijzonder goed van pas te komen. Gerben en Ewin vertellen enthousiast over hun Ultimaker S5.

Toepassingen

‘Momenteel maken wij met onze printer vooral prototypes op basis van oplossingen en toepassingen die wij in ons werk tegenkomen. Die prototypes ontwikkelen we door, totdat ze voldoen aan wat wij willen en dan laten we ze elders in een grotere oplage printen. Daarnaast staan we altijd open voor vragen vanuit het ziekenhuis.

We hebben bijvoorbeeld houdertjes ontworpen waar de track-and-trace tags in passen, zodat ze op verschillende apparaten bevestigd kunnen worden. Met een handige uitsparing om de batterij makkelijk te kunnen vervangen. Er is een houder die op een stang geklikt kan worden, maar ook eentje die op een plat oppervlak geplaatst kan worden. In feite is er voor elk mogelijke toepassing een oplossing.

We hebben bijvoorbeeld ook een nieuw klemsysteem ontworpen voor de houder van de echo-gel. Die houders breken vaak af als er een bed tegenaan stoot en dan moet je een compleet nieuwe houder bestellen. Met ons eigen geprinte klemsysteem kunnen we de houder weer op het echoapparaat schroeven. Scheelt een hoop geld.

we kregen laatst ook het verzoek van de SEH om een vinger te printen

We kregen laatst ook het verzoek van de SEH om een vinger te printen omdat ze een nieuwe ringsnijder hadden en daar graag mee wilden oefenen. Dat kan dus. Uiteraard blijven we weg bij medische apparatuur zelf. We richten ons op praktische toepassingen, zoals ophanging en reparaties. Als iets te koop is, mag je het niet namaken. Dan heb je te maken met de patenten.’

Van hobby naar werk

‘Uit ons team van zes zijn wij de enige twee die zich met het printen bezighouden. Dat is voortgekomen uit onze persoonlijke interesse; we waren er thuis al mee bezig. We maken in ons team ruimte in de planning om naast operationele zaken ook tijd te besteden aan innovatie. Het is onze visie dat we hiermee nieuwe verbeteringen ontwikkelen die we kunnen inzetten om onze dienstverlening en processen te verbeteren. In juni 2022 hebben we via de VZI een tweedaagse cursus gevolgd bij de Saxion Hogeschool in Enschede, daarna hebben we onze printer aangeschaft. Op de cursus kwam Fusion 360 aan bod, het softwareprogramma waarmee je kan tekenen en ontwerpen.

Het andere programma dat je onder de knie moet krijgen is het slicer-programma. Dat is de software die het ontwerp specifiek klaarmaakt voor het printen. Denk bijvoorbeeld aan de specificaties van het materiaal dat je gebruikt. Of aan het toevoegen van een steiger. Dat is een ondersteuning die je nodig hebt omdat je niet in het luchtledige kan printen.

Tijdens de cursus spraken we veel andere technici en konden we praktische informatie met elkaar uitwisselen. Wie heeft wat staan en wat doe je ermee? Zo’n tweedaagse cursus is als je eerste rijles. De beginselen worden je bijgebracht, maar het duurt dan nog even voordat je echt kan rijden. Het is vooral een kwestie van veel doen en ontdekken, je moet er handigheid in krijgen. En als we iets nog niet weten komen we ook via YouTube en Google tot antwoorden.

we zijn beiden enorm enthousiast en nieuwsgierig

In feite zijn we pas net begonnen met de toepassingen hier in het ziekenhuis. De vraag is ook even hoeveel tijd stop je erin? We zijn beiden enorm enthousiast en nieuwsgierig, we vinden het intrinsiek leuk om te tekenen en nieuwe dingen te leren. Om trucjes in de vingers te krijgen. Het is werk én we vinden het tegelijkertijd zo leuk om te doen dat het ook nog aan onze hobby raakt.’

Materiaal kiezen

‘Je kan kiezen uit veel verschillende filamenten. Wij werken nu onder andere met PLA, nylon en TPU, dat is een rubberachtig, elastisch plastic. Er zijn gangbare kunststoffen waarmee je kunt beginnen.

Binnen het ontwerpproces kan de materiaalkeuze een beetje trial-and-error zijn. Moet het materiaal flexibel of stevig zijn? Je begint met een bepaald filament en komt er vervolgens met de eindgebruiker op de afdeling achter dat het eindproduct toch flexibeler moet zijn.

Bij het ontwerpen van een prototype is het materiaal in eerste instantie niet het belangrijkste. Je kan dan kiezen voor goedkoper materiaal of makkelijk printbaar materiaal. Je wilt vooral snel verschillende modellen kunnen uitproberen. De filamenten zijn aan te schaffen bij de leverancier van de printer. Dan zijn ze probleemloos compatible met de printer, en ook iets duurder. Maar je hoeft ze daar niet aan te schaffen, dat kan ook elders.

Mensen maken thuis ook filament door petflessen om te smelten naar een draad. Maar dat doen wij hier niet, nee.’

Aanschaf, onderhoud en reparatie

‘We hebben voor de Ultimaker gekozen omdat we zagen dat die printers bij Saxion stonden en daar al een jaar of zeven intensief – zeg dag en nacht – door de studenten werden gebruikt zonder aan vervanging toe te zijn. Dat zegt wel iets over de degelijkheid van de apparatuur. Maar er zijn verschillende leveranciers in Nederland waaruit je kan kiezen.

De grote vraag die je natuurlijk helder moet hebben bij de aanschaf is wat je ermee wilt gaan printen. Wil je het bij prototypes houden of wil je zelf bijvoorbeeld ook tandheelkundige toepassingen gaan printen?

Het is geen hogere wiskunde om je eigen printer te kunnen onderhouden. Nog los van de garanties. We hadden toevallig net een kleine storing in de hoogtesensor, maar dat was zo gefixt.’

Wat er mis kan gaan

‘Als er iets misgaat, dan is dat meestal in de eerste paar minuten al zichtbaar. Het materiaal plakt niet goed op de plaat, dan gaat het scheef, of glijdt weg. En als het begin niet goed is, gaat de rest ook scheef. Wat ook lastig is, is dus die steiger, die ondersteuning. Die moet goed getekend zijn en als dat niet het geval is, ontstaat er een soort verwarde bol van draad. Het kan ook zijn dat de printer niet goed is afgesteld of dat er een luchtbelletje in het materiaal zit. De laagdiktes zijn af te stellen, van 0,25 tot 2 millimeter. Hoe dunner de laag, hoe gladder het eindresultaat. Uiteraard duurt het printen dan wel langer.

als het begin niet goed is, gaat de rest ook scheef

Het printen gaat in 95% van de gevallen goed. We gaan ook wel naar huis en laten de printer in de avond zijn werk doen. Dan zien we de volgende ochtend wat het geworden is.

Bij ons staat de printer onder een rookmelder. En we hebben er een afzuiger boven gehangen. Er komt best wat warmte van de printer af. Bovendien kunnen er vluchtige stoffen vrijkomen uit smeltend kunststof. Over het algemeen geldt: hoe steviger het materiaal hoe meer het kan ruiken.’

Toekomst in 3D

‘Alle grote bedrijven hebben al 3D-printers staan, ze zijn helemaal niet meer weg te denken. En de toepassingen van 3D zijn echt heel breed. Denk aan bio-printtechnologie, of het printen van implantaten die op honderden van millimeters nauwkeurig passen. Via CT-scans is het mogelijk om de perfecte replica van een orgaan printen. Een chirurg kan dan voor de operatie al heel precies zien wat er moet gebeuren.

Ons ziekenhuis is te klein om dergelijke software aan te schaffen. Wij gaan proactief op zoek naar oplossingen die vooral aansluiten bij onze ruime praktijkervaring. Daarnaast vinden we het leuk om op vragen te reageren vanuit de organisatie.

Het 3D-printen is een relatief klein onderdeel van ons werk. We blijven ook gewoon bezig met onderhoud, reparatie en projecten. Juist die mix van bezigheden maakt ons werk zo leuk.’

Nieuwsgierig?

Mocht je verdere informatie willen inwinnen bij Ewin of Gerwen, dan kun je dat doen via Chantal Weerts (c.weerts@vzi.nl).

(2023-02 | Interview: Floor Gerritsma | Foto: Ronald Zuidinga)