Download het artikel in 
Uniek: het implantaat is in België gefabriceerd met behulp van ‘Selective Laser Melting’, een vorm van digitale productie.
Het unieke schuilt in de productiemethode van het implantaat via 3D-printen, of Additieve Fabricage. In tegenstelling tot klassieke kaakimplantaten, waarbij materiaal wordt weggefreesd om de juiste vorm te krijgen, is dit onderkaakreconstructie-implantaat laagje voor laagje opgebouwd via een hoogpreciese laser. Die verhit metalen poederdeeltjes selectief, die vervolgens snel en volledig smelten en hechten aan de vorige metaallaag zonder lijm of bindvloeistof.
Deze methode – Rapid Prototyping, 3D-printing of Additieve Fabricage genoemd - is niet nieuw, maar begint stilaan volwassen te raken. En België is op het vlak van 3D-printing verwend: er zijn niet minder dan 3 fabrikagecentra actief (LayerWise, Melotte en Materialise), waaronder het grootste van Europa. In dit geval is de eer aan fabricant LayerWise. Die gebruikte titanium als grondstof voor het implantaat, en wist de volledige prothese, inclusief de gewrichtsdelen, als één geheel te fabriceren.
Prof. Dr. Jules Poukens van de Universiteit Hasselt: “De nieuwe behandelingsmethode is een wereldpremière omdat het gaat over het eerste patiënt-specifiek implantaat ter vervanging van een hele onderkaak. Het implantaat integreert meerdere functies, waaronder kuiltjes die het oppervlak vergroten, holtes die de spierhechting bevorderen, en sleuven die onderkaakzenuwen geleiden. Bovendien is het onderkaak-implantaat voorzien om later dentale implantaatbruggen- en/of steegconstructies rechtstreeks te kunnen bevestigen. Ik leidde het chirurgenteam die de AM-geproduceerde structuur geïmplanteerd heeft tijdens een operatie van minder dan vier uur in het Orbis Medisch Centrum in Sittard-Geleen. Kort na het ontwaken uit de anesthesie sprak de patiënt reeds enkele woorden, en de dag erna kon de patiënt opnieuw normaal praten en slikken.”
Dr. ir. Peter Mercelis, Directeur van LayerWise: “Door de ontwerpvrijheid van addivitieve fabricage kunnen we de meest complexe vrije vormen produceren als één stuk voorafgaand aan de operatie. Zoals de onderkaakreconstructie aantoont, kunnen patiënt-specifieke implantaten potentieel op een veel grotere schaal toegepast worden dan het transplanteren van menselijke botstructuren en zachte weefsels. Het gebruik van zo’n implantaten bieden een uitstekende vorm en functie, versnelt de operatie en het patiëntherstel, en verlaagt het risico voor medische complicaties.”
Implantaten produceren?
Er zijn de afgelopen tijd nogal bewegingen geweest in de wereld van 3D-printen en addivitieve fabricage. Goed om weten is dat ‘3D printen’ slaat op het stapelen van laagjes in kunssttof of composiet, waar bij SLM of Selectief Laser Smelten metaalpoeder gebruikt wordt. Het implantaat van LayerWise is met de SLM-techniek gerealiseerd. We laten Philippe Reinders Folmer, directeur van Renishaw Benelux, aan het woord over de perspectieven van SLM voor medische toepassingen. Zijn bedrijf, bekend van meetsystemen voor in de verspanende industrie, is goed geplaatst: het nam begin 2011 MTT Investments Ltd over, een hooggespecialiseerde fabrikant van SLM-machines.
Folmer: “Deze technologie is meer dan rijp voor medische toepassing, zoals de productie van kronen, bruggen, implantaatbruggen en heupimplantaten. Voor heupimplantaten bijvoorbeeld heeft deze techniek zelfs het voordeel dat we een zodanige structuur in het oppervlak kunnen aanbrengen, dat het bot de structuur gemakkelijker accepteert. Zo’n oppervlak valt met verspaning niet te maken.”
Dergelijke high-end machines hebben hun prijskaartje, maar daar blijken specifieke voordelen tegenover te staan, zoals een zeer hoge nauwkeurigheid en het feit dat de materiaaleigenschappen dicht in de buurt komen van het volmateriaal. Folmer: “Dankzij de SLM-technologie komt deze manier van produceren uit het veld van de prototypes en breekt ze door naar de feitelijke productie. Met de technologie kun je complexe technische producten in één keer maken, terwijl die nu vaak zijn samengesteld uit meerdere onderdelen die vaak verschillende bewerkingen moeten ondergaan. We maken hiermee de producten uit minder materiaal, met minder afval en ze worden lichter.”
(foto’s: LayerWise)
door Bert Belmans, Engineeringnet Magazine
