3D-printing har gått fra å være en teknologisk nyhet til å bli et sentralt verktøy i helsesektoren. Evnen til å produsere tilpassede produkter, redusere avfall og tilpasse seg små produksjonsserier driver endringer på ulike områder, fra hanskeproduksjon til restaurerende tannbehandling.
I den senere tid har diverse studier og selskaper vist at denne teknologien kan forbedre bærekraften, forkorte produksjonstiden og tilby løsninger som er bedre skreddersydd for hver enkelt pasients behov. Nedenfor gjennomgår vi to relevante eksempler: utviklingen av naturgummihansker ved hjelp av 3D-printing og digitaliseringen av tannklinikker med egen produksjon.
3D-printede hansker av naturgummi
Tradisjonell hanskeproduksjon er avhengig av store produksjonslinjer med former som er nedsenket i forskjellige bad og krever tørketid mellom trinnene. Dette systemet, i tillegg til å være tregt, bruker mye energi og genererer en betydelig mengde syntetisk avfall. Som svar har et team ved Cranfield University utviklet en medisinsk 3D-printingsmetode som er bedre egnet for mindre produksjonsvolumer. Den krever mindre plass enn en konvensjonell linje og bruker naturgummi, et materiale som kan oppveie karbonutslippene fra prosessen og brytes raskt ned biologisk.
Teknikken, kalt 3D-PEP, bruker en skriver designet for elastomere produkter. I stedet for å senke formen ned i den, sprøyter den gummi på den mens hansken varmes opp innvendig og utvendig for å vulkanisere den og oppnå det endelige produktet. Denne metoden muliggjør tilpasning av egenskaper som tykkelse i bestemte områder og modifisering av spesifikasjoner ganske enkelt ved å endre maskinens instruksjoner. Tradisjonell produksjon, derimot, krever omfattende planlegging og tillater svært få variasjoner når linjen er bygget.
En annen fordel er kontroll over batchstørrelse. Konvensjonelle metoder krever tusenvis av former og en enorm infrastruktur, noe som gjør små partier dyre. Med 3D-printing kan dusinvis av skrivere brukes til å produsere litt forskjellige hansker, og funksjonene kan justeres etter behov. Dette åpner døren for mer fleksibel, etterspørselsdrevet produksjon.
Fra et miljøperspektiv er naturgummilateks mer bærekraftig enn syntetiske materialer i begge fasene av prosessen. Gummitrær absorberer CO2 organisk, så økt planting bringer produksjonen nærmere netto nullutslipp, og over tid kan det til og med generere en nettogevinst ved å fjerne mer CO2 enn det som slippes ut. Ved slutten av levetiden brytes syntetiske gummihansker ned mer enn 100 ganger saktere enn naturgummihansker, og noen krever tilsetningsstoffer for å brytes ned. Naturgummi, derimot, brytes ned på omtrent ett år, noe som reduserer mengden avfall på deponi betydelig.
Naturlateks inneholder et protein som kan utløse allergier hos sensitive personer. Dagens teknologi tillater imidlertid at dette proteinet kan isoleres og deaktiveres, noe som gjør det mulig å bruke hansker uten bivirkninger . Videre styrker produksjonen av hansker med denne metoden forsyningskjeden. Den tradisjonelle industrien er sterkt konsentrert i Sørøst-Asia, og det å stole på én enkelt region kan føre til mangler under enhver krise, slik det skjedde under COVID-19-pandemien.
3D-printere er langt mer kompakte enn hele produksjonslinjer, og produksjonen kan starte så snart utstyret ankommer, uten å vente med å bygge store anlegg. Dette gir rom for mindre fabrikker og gjør produksjonen levedyktig i europeiske byer med begrenset plass. Selv om det ikke løser avhengigheten av råvarer, utforskes alternativer som russisk løvetann og guayule, som kan dyrkes i Europa, siden Sørøst-Asia også er den største produsenten av naturgummi.
Digital tannbehandling og egen produksjon
Innen tannhelsesektoren har digitaliseringen utviklet seg ujevnt. Mens intraorale skannere forbedret pasientdatainnsamlingen, forble produksjonen av restaureringer og apparater i stor grad knyttet til analoge prosesser, med lange ventetider og flere trinn mellom klinikken og laboratoriet. For å bygge bro over dette gapet har SprintRay, et selskap grunnlagt i California i 2014, utviklet et omfattende 3D-printingsøkosystem for medisin og tannbehandling som integrerer 3D-produksjon i tannhelsepersonells daglige arbeid. Målet deres er at teknologien skal gå utover å være et isolert element og bli en integrert del av arbeidsflyten.
Selskapet identifiserte en kritisk flaskehals: mens tannbehandling beveget seg mot digitalisering med intraorale skannere, forble produksjonsfasen fastlåst i langsomme og fragmenterte metoder. Et tiår senere har SprintRay utviklet seg fra høypresisjonsmaskinvare til et økosystem basert på fire søyler: skrivere, programvare, materialer og spesialisert støtte. For en klinikk muliggjør integrering av 3D-design og -produksjon løsning av enkle eller hastebehandlinger samme dag.
Intern 3D-produksjon er ikke ment å erstatte laboratoriet, men snarere å skape et integrert samarbeid i sanntid. Klinikken kan utføre skanningen, sende dataene umiddelbart og samarbeide med tannteknikeren for å utvikle det digitale designet. Derfra kan restaureringen produseres på selve klinikken under tilsyn, eller prosessen kan reverseres hvis tilfellet krever andre tjenester. Denne forbindelsen krever et kompatibelt teknologisk miljø , derav fokuset på skybasert programvare drevet av kunstig intelligens, biokompatible harpikser, skrivere og standardiserte etterbehandlingsprotokoller.
Denne integrasjonen gjør det mulig å overføre et design laget av protesen til lokal produksjon, samtidig som den forventede presisjonen opprettholdes og en prosess som tradisjonelt kunne ta flere dager effektiviseres. For å redusere kompleksiteten har SprintRay dessuten fokusert deler av utviklingen på å automatisere oppgaver ved hjelp av kunstig intelligens, slik at brukeren ikke trenger å bli spesialist i 3D-design eller programmering. Den profesjonelle skanner, og systemet parametriserer automatisk elementer som støtter eller nødvendige justeringer for utskrift.
Lukkede etterbehandlingsprotokoller fullfører arbeidsflyten og minimerer håndtering av harpiks. Nøkkelen, ifølge selskapet, har vært å eliminere teknologisk kompleksitet gjennom automatisering og AI, slik at tannleger og assistenter ikke trenger å være designingeniører eller programmeringseksperter. SprintRay utvikler løsningene sine spesielt for tannbehandling , opprettholder en konstant investering i FoU og materialvitenskap, og støtter integreringen av teknologien sin med opplæring og support.
Denne filosofien er spesielt viktig i markeder som Spania, hvor klinikker og laboratorier har høy ekspertise og en økende vilje til å innlemme nye digitale arbeidsflyter. Europa er et av selskapets strategiske markeder for internasjonal vekst. Det neste spranget fremover vil bli drevet av konvergensen av flere teknologier : laboratorier vil styrke sin rolle som digitale service- og designsentre, knyttet til klinikker som er i stand til å håndtere presserende arbeid eller arbeid med høy turnover lokalt.
I tillegg til dette kommer utviklingen av kunstig intelligens, som vil akselerere bildedesign og segmentering, og redusere flaskehalser mellom de to involverte partene. Det tredje elementet vil være utviklingen av materialer, som med nye biokompatible harpikser vil ha som mål å utvide produksjonen av definitive restaureringer med estetiske og mekaniske egenskaper som stadig ligner på naturlige tenner. Resultatet er et felt innen tannbehandling der visse behandlinger kan gå fra skanning til endelig restaurering i én behandling.
3D-printing fortsetter å demonstrere sin allsidighet i helsesektoren. På den ene siden lar forskning med naturgummi oss se for oss mer bærekraftige, tilpassbare hansker med en mindre sårbar forsyningskjede. På den andre siden bringer digitaliseringen av tannbehandling produksjonen av restaureringer nærmere selve klinikken, noe som reduserer ledetider og forbedrer pasientopplevelsen. Begge veiene deler et felles mål: å utnytte fordelene med additiv produksjon for å lage produkter som er bedre tilpasset hvert behov, med mindre miljøpåvirkning og større lokal autonomi.
