e-boek Digitalisering en 3DP in Orthopedie

E-BOOK: Techniek, trends en toepassingen digitalisering en 3D-printen van orthopedische hulpmiddelen nu Gratis downloaden Digitalisering en 3D-printen van orthopedische hulpmiddelen Digitalisering en 3D-printen van orthopedische hulpmiddelen Amsterdam 2020 De techniek, trends en toepassingen 'Zolang niets ons in de weg staat om te doen wat we willen, voelen we ons vrij. En wie zich vrij voelt, kan op zijn eigen manier genieten van het leven. Pas als die vrijheid beperkt wordt, bijvoorbeeld door een probleem met bewegen of lichaamshouding, beseffen we hoe waardevol deze eigenlijk is. Wie zou er dan niet alles voor over hebben om die vrijheid, of tenminste een groot deel daarvan, terug te krijgen?' Livit Orthopedie ©2020 Livit Orthopedie Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën of opnamen, hetzij op enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van Livit Orthopedie. Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16b uit de Auteurswet, Besluit van 20 juni 1974m Stb. 351, zoals gewijzigd bij het Besluit van 23 augustus 1985, Stb. 471 en artikel 17 Auteurswet, dient men de daarvoor wettelijke verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht (Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp). Voor het overnemen van (een) gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers, en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet) dient men zich tot Livit Orthopedie te wenden. Samensteller(s) en uitgever zijn zich volledig bewust van hun taak een betrouwbare uitgave te verzorgen. Niettemin kunnen zij geen aansprakelijkheid aanvaarden voor drukfouten en andere onjuistheden die eventueel in deze uitgave voorkomen. ISBN 978 946 418 378 8 NUR 801 Auteurs en co-auteurs: Bart de Kiefte (CTO) Pelle van Steen (COO) Louis Schouwstra (COO) Wouter Akkerman (COO) Jan van de Werken (COO) Tim de Roo (Engineering) Mark van den Driesche (Robotica) Carlijn Renee (Operationeel Manager Schoenen) Quinten Zwaga (Manager Digitalisering Schoenen) Carolien van Gelderen (Accountmanager B2B) Bart Visser (Orthopedisch Adviseur) Caspar van Erp (Orthopedisch adviseur) Eelke Schaaper (CPO) Leen Nuchteren (CPO) Marcella van der Ent (Technical Engineer) Wouter de Vos (CPO) Bas van den Brand (CPO) Thomas Heemskerk (CPO) Wilma Oosterink (CPO) Edmee Jongen (Digitale productontwikkeling) Dionne Pieters (Technisch Cad/Cam medewerker) Anton van de Water (CPO) Cornelis Visser (CPO) Hugo van Heteren (Productie Manager) Tim Dries (Productmanager) Mieke Lagcher (Marketing) Esther Mik (Directeur Zorg en Allianties) Sabine Huiskes (COO) Wietse Zwaan (CFO) en Jan Willem van der Windt (CEO) Met bijzondere dank aan: Tamara van Ark (Minister) Jeroen Groot (Revalidatiearts) Martijn Pas (Revalidatiearts) Neil van Es (CEO Printing on Demand) Marion Coolen-Smits (Ergotherapeut en Handtherapeut) Redactie: Mieke Lagcher Vormgeving: Karel van der Windt Eindredactie: Miek Warnaar, Esther Willemsen en Carlijn Renee Met dank aan: MInister Tamara van Ark voor het inspirerende voorwoord Contact: Livit Klantenservice: 088 - 245 2000 Redactie en marketing: redactie@livit.nl De inhoud van dit boek is met de grootste zorgvuldigheid door het redactieteam van Livit samengesteld in samenwerking met klanten, verwijzers en gerenommeerde medische informatiebronnen. De privacyregels zijn hierbij volledig in acht genomen. Livit is niet verantwoordelijk voor eventuele onjuistheden in deze uitgave. Niets uit deze uitgave mag gedupliceerd of openbaar gemaakt worden zonder vooraf schriftelijke toestemming van Livit Orhopedie, Kabelweg 40, 1o14 BB, Amsterdam. van de redactie Over deze uitgave Vooruitgang in beweging komt alleen tot stand als expertise, passie en inzet worden gebundeld. Daarom laten wij u in dit boek graag kennismaken met de resultaten van onze succesvol geïmplementeerde ‘use-cases’ van 3D geprinte orthopedische hulpmiddelen. We delen onze kennis en ervaring op het gebied van robotica, 3D printen en zorginnovatie graag. Wij geloven dat samenwerken de toekomst heeft en dat je de beste zorg kunt leveren als je innoveert. Dit boek is te downloaden op zorgprofessionals.livit.nl, ligt in wachtruimtes van Livit vestigingen en op een aantal poli's van ziekenhuizen, instellingen en revalidatiecentra. Ook is het boek online te bestellen bij bol.com. De opbrengst komt geheel ten goede aan het Liliane Fonds (zie hst. 17). colofon P. 15 3D-Printtechniek, nieuwe randvoorwaarden en parameters creëren nieuwe mogelijkheden voor proces en product Verschillende eisen 3D-printen Veel toepassingsmogelijkheden Verbeteren en vernieuwen Toepassing Robotica zorgt voor kwaliteitsverbetering in productie van orthopedische hulpmiddelen Toename in functies en toepassingen is enorm Robotica en werkgelegenheid De maakindustrie De gezondheidszorg Toepassing in de orthopedische hulpmiddelenzorg Randvoorwaarden Toepassing binnen Livit Orthopedie Systeemontwikkeling Organisatie van robotica binnen Livit Orthopedie Resultaten P. 31 1 P. 23 4 voorwoord: Tamara van Ark, Minister voor medische zorg en sport 5 Slimme fabrieken versnellen toepassing van digitalisering, 3d printing en vr in revalidatietechniek Slimme productielocaties in revalidatietechniek Goede digitale basis en sterke cultuur en structuur Digitaal aanmeten Digitaal produceren Virtual Reality 3 2 introductie: het is onze ambitie innovatieve technieken, zoals robotica, Virtual Reality (VR) en 3DP volop toe te passen in onze aanmeet- en productieprocessen P. 17 inhoud P. 41 Casus: nieuwe generatie steunzolen reduceert afval in productieproces met 80% Achtergrond Huidige oplossing Nieuwe generatie steunzolen Minder milieubelastend Minder restmateriaal Resultaten tot nu toe P. 87 CASUS: ADAPT-IT®; nieuwe techniek om pasvorm van de koker te controleren met de 3DP Volume Adaptieve Koker van Livit bij transtibiale amputaties Prevalentie De koker is misschien wel het belangrijkste onderdeel van de prothese Belang van de pasvorm van de koker en fixatie Volumewisselingen en pasvorm Ontwikkeling en inzet van een volume adaptieve prothese- koker voor onderbeenprothesen Digitalisering: basis in onze manier van werken Ontwikkelingen: inzet 3DP voor nieuwe kokertechniek Vormvrijheid en maatwerk met 3DP Waarom is er nog geen volume adaptieve koker Gezamenlijke ontwikkeling Volume Adaptieve kokertechnologie Dynamisch systeem Product presentatie: ADAPT-IT Unieke eigenschappen Niet voor iedereen 11 P. 83 10 P. 91 INHOUD CASUS: L-Meet®: 3d-geprint multifunctioneel meetgereedschap voor de orthopedisch adviseur 3D-geprinte multifunctionele meter De mogelijkheden De voordelen Toepassen 3D-printen maakt L-Meet realiseerbaar 12 Materialen, barrières en oplossingsrichtingen De ISO/ASTM 52900 norm categoriseert alle verschillende soorten 3D-printen onder één van deze zeven groepen 3D-printen is maar een kleine schakel in een grote keten Slimme onderdelen door hoogwaardige materialen Zelf een printer aanschaffen of liever uitbesteden Conceptbepaling is de kernactiviteit van Livit P. 69 P. 49 INHOUD Casus: Maximaal maatwerk met 3D-geprinte steunzool Aanmeten: de dynamische voetdrukmeting Het product: 3D-geprinte steunzool Minder belastend voor milieu Livit zet in op toepassing van de 3D-geprinte steunzool Landelijk dekkend netwerk 9 3D-Printen en veiligheid krijgt extra versnelling door covid-19 Wet- en regelgeving RIVM - risico's van 3DP technieken, materialen en producten Biocompatibele kunststoffen Nieuwe EU communicatie Zo min mogelijk belemmeringen Medical device: onderdeel of accessoire Conformiteitsverklaring soms voldoende Verificatie en validatie van het ontwerp – passie voor perfectie Conclusie 6 vijftal grote voordelen van toepassing van 3D-print- technologie in de productie van orthopedische hulpmiddelen Vormvrijheid en maatwerk Lage opstartkosten Voordelige prototyping met snelle levertijd Duurzaamheid Ruime keuze van (specialistische) materialen Belangrijke ontwikkelingen die acceptatie van de technologie in de medische wereld naar verwachting bespoedigen Nadelen van 3DP P. 61 8 7 P. 77 Als je een orthopedisch hulpmiddel zoals een prothese gebruikt, dan leef je daar elke dag mee. Hoe fijn is het dan als zo’n prothese goed zit, als je er lekker mee kunt bewegen en het er ook nog zo mooi mogelijk uitziet? Ik vind het daarom fantastisch als we met prachtige innovaties lichaamsgebonden orthopedische hulpmiddelen persoonlijker, functioneler en mooier kunnen maken. Met robotica, Virtual Reality en 3D Printing kunnen deze hulpmiddelen beter worden aangemeten, afgesteld én geproduceerd. Livit Orthopedie heeft hier intussen een schat aan ervaring mee opgedaan. Voor alle zorgaanbieders die werken met orthopedische hulpmiddelen is het goed om kennis te nemen van wat er allemaal mogelijk is. En wie weet raakt u geïnspireerd: de zorg kan altijd beter en innovatiever. De weg om daar te komen is lang en kent soms een hoop obstakels – ook daarover gaat dit boek – maar als het lukt, dan betekent dat heel veel voor patiënten. Minder beperking, meer bewegingsvrijheid, ofwel: meer kwaliteit van leven. Geweldig voor patiënten dus. Maar ik vind dit ook belangrijk voor de zorg als geheel. Want we staan voor flinke uitdagingen. In Nederland worden we steeds ouder en zijn we ook met méér ouderen. Dat is iets om trots op te zijn. Maar tegelijkertijd zorgt dit ook voor een groeiende vraag naar zorg. Terwijl we nu al kampen met een tekort aan zorgmedewerkers en oplopende kosten voor ons allemaal. Digitalisering is één van de oplossingen om mensen meer en betere zorg te kunnen bieden en hun kwaliteit van leven te verhogen, zonder daarbij een groter beroep te doen op de zorgmedewerkers of op ons zorgbudget. Niet alleen in de orthopedie; in heel de zorg. Denk maar aan digitale consulten, slimme apps of de nieuwste bloedglucosemeter – allemaal voorbeelden die mensen meer vrijheid, service en kwaliteit van leven kunnen bieden tegen gelijke of lagere kosten. Daarom moeten we dit soort ontwikkelingen omarmen. Dank aan Livit voor het pionierswerk op dit terrein. En voor de lezers: ik wens u veel inspiratie toe! Tamara van Ark Minister voor medische zorg en sport Den Haag, 15 oktober 2020 1 Voorwoord Tamara van Ark, Minister voor Medische Zorg en Sport 18 innoveren moet je leren - Geef ruimte om te falen Collectieve verblindheid Hoe succes er voor innovatie uitziet Leren van een gefaald concept met de Headextender voor het Dropped Head Syndroom Wat hebben we hiervan geleerd P. 113 samenwerking met Liliane Fonds - over durf en leermeersters P. 107 P. 133 17 Casus: 3DP prototyping voor robotica, Livit ontwikkelde een robotfixatiesysteem voor het behalen van nauwkeurigheid in freestechniek die medische hulpmiddelen vereisen Achtergrond Schuim frezen in ieder gewenst model Eigen besturingssysteem Belemmering in de robot basis-componenten voor nauwkeurige freestechniek In eigen beheer ontwikkelde robotfixatiesysteem P. 117 16 Casus: unieke nieuwe oplossingen met de earprotector De aanleiding Traditionele hulpmiddelen bieden geen oplossing Nieuwe technieken bieden wel uitkomst Uitkomst voor verpleegkundige Digitaal produceren P. 125 15 14 P. 101 13 Casus: een dynamische polsorthese met ondersteunende strekking; de 3DP uitvoering versterkt functionaliteit en verbetert comfort Hoe is de Wrist Assist Quinten (WAQ) orthese ontstaan Het huidige ontwerp Voor welke indicatie is de WAQ inzetbaar Werking Voordelen van de 3D-geprinte uitvoering INHOUD dankwoord introductie Een boek over 3D-printen (3DP) verwacht u wellicht vanuit de hoek van de industriële vormgeving, kunst of innovatie- technologie. Maar vanuit de orthopedische hulpmiddelen- branche? Toch hebben we het gedaan en dat is wat ons betreft relevanter dan ooit. Sinds 2013 bereiden wij onze organisatie voor op de digitale toekomst en inmiddels passen we de 3D-printtechniek op steeds grotere schaal toe in het vervaardigen van onze orthopedische voorzieningen. Onze kennis en expertise delen we graag met iedereen die in dit onderwerp geïnteresseerd is. het is onze ambitie innovatieve technieken, zoals robotica, VR en 3DP volop toe te passen in onze aanmeet- en productieprocessen Met een kernteam van zeven collega’s geven wij binnen Livit richting aan productinnovatie en vertalen samen met collega’s, klanten en zorgprofessionals maatschappelijke en technologische trends en ontwikkelingen naar toepassingen in de orthopedische hulpmiddelenbranche. Voor dit boek hebben we de theorie met onze praktijk verbonden, onze visie, aanpak en ervaringen opgetekend en een aantal mooie use-cases (bewezen praktijkvoorbeelden) uitgewerkt. Het resultaat ligt hier voor u. Leessuggestie Bent u geïnteresseerd in de theoretische achtergrond en maatschappelijke en technologische context van 3DP, dan raden wij u aan om eerst hoofdstuk 1 tot en met 6 te lezen. De hoofdstukken daarna omschrijven elk een use-case, die onafhankelijk van elkaar gelezen kunnen worden. Maar voor u zich volledig onderdompelt in de wereld van 3D-printen in de orthopedische hulpmiddelenbranche, stelt het redactieteam zich graag aan u voor. 2 14 - VOORWOORD Pelle van Steen ‘Iedereen op zijn eigen vierkante meter laten excelleren om zo als organisatie te groeien is mijn drive.’ Pelle van Steen is als Directeur Productie verantwoordelijk voor het hele reilen en zeilen van de productieafdeling. Hij noemt zichzelf de ‘facilitator van het creatieve brein van Livit’. Als spin in het web zorgt Pelle ervoor dat innovatieve concepten na implementatie onderdeel worden van de dagelijkse gang van zaken in de productie. Voor de toekomst in de orthopedische hulpmiddelenbranche ziet Pelle grote verschuivingen. ‘Orthopedisch adviseurs worden nog veel meer dan nu de experts in de paskamer. Zij bedenken het concept dat vervolgens centraal geproduceerd zal worden. En nu we op het punt staan 3D-printen breed te introduceren is the sky the limit!’ Louis Schouwstra ‘Mijn hart ligt nog altijd in de paskamer. Mensen helpen bij het verbeteren van hun mobiliteit en de interactie die daarbij ontstaat tussen klant en adviseur.’ Businessmanager Louis Schouwstra is met zijn ruim 21 jaar allround kennis en ervaring betrokken bij alle ontwikkelingen binnen het bedrijf. Met het hart van een orthopedisch adviseur, de kennis van een technisch en logistiek allrounder en de denkwijze van een commercieel zwaargewicht, behoort Louis tot het kernteam van drie collega’s dat begin 2020 de centrale productielocatie in Dordrecht realiseerde. Met ruim 6.500 vierkante meter is OrthoValley een van de grootste orthopedische werkplaatsen ter wereld. Louis: ‘In de toekomst zullen medische instellingen en orthopedische zorgprofessionals hun productiewerkzaamheden steeds vaker uitbesteden aan grote, specialistische producenten. Na conceptbepaling in de paskamer wordt de voorziening extern besteld, of het nu om confectie- of maatwerk gaat. OrthoValley kan de rol van producent vervullen. Voor Livit, maar ook voor veel andere bedrijven, nationaal en internationaal. Deze ontwikkeling is revolutionair voor de branche.’ 2 - INTRODUCTIE Bart de Kiefte ‘Het digitaliseren van de orthopedische hulpmiddelenbranche is op zijn zachts gezegd een uitdaging. Die uitdaging het hoofd bieden en tegen de stroom in ons bedrijf toekomstproof maken, is juist waar ik voor ga!’ Bart de Kiefte, Chief Technology Officer, is verantwoordelijk voor het digitaliseren van alle technologie binnen Livit, waardoor het bedrijf zich kan blijven ontwikkelen. Hij heeft de afgelopen drie jaar twee freesrobots geïnstalleerd en geprogrammeerd en 3D-printen in de organisatie geïntroduceerd. Op de afdeling Digitalisering zorgt hij er samen met zijn collega’s van Engineering en CadCam voor dat innovatieve ideeën omgezet worden naar concrete designs en tastbaar prototypes. Hoe ziet Bart de toekomst? ‘We zitten momenteel middenin de transitie van gips naar robotica en aan het begin van de transitie van robotica naar 3D. De mogelijkheden zijn oneindig en onze manier van aanmeten en produceren zal uiteindelijk radicaal veranderen. Wat wij bij Livit aan het neerzetten zijn, is uniek en trekt zelfs internationaal de aandacht.’ Wouter Akkerman ‘Bij Livit mag ik me al ruim 15 jaar bezighouden met het toepassen van techniek op menselijke mobiliteit. Dat verveelt geen dag!’ Wouter Akkerman, Directeur Operationeel Management is verantwoordelijk voor het operationele beleid binnen Livit en slaat vanuit die rol de brug tussen orthopedisch advies in de paskamer en de productie van orthopedische voorzieningen. Onder zijn verantwoordelijkheid worden product- en procesinnovaties in de het dagelijks werkproces geïmplementeerd. Voor de toekomst voorziet Wouter steeds meer dienstverlening op afstand, waarbij de klant meer invloed op zijn eigen voorziening zal krijgen. ‘Een klant hoeft straks niet meer langs te komen, maar meet thuis zijn eigen hulpmiddel aan en stuurt zijn gegevens vervolgens door naar het orthopedisch productiebedrijf. Livit speelt een grote rol in het ontwikkelen van de programmatuur en apparatuur die daarvoor nodig is. Het kennisniveau binnen onze organisatie zal dan ook ongekende hoogten bereiken.’ 2 - INTRODUCTIE Jan Willem van der Windt ‘Is er binnen een organisatie geen ruimte voor fouten maken, dan ontstaat een collectieve blinde vlek die groei in de weg staat.' Fouten maken is de normaalste zaak van de wereld, toch stoppen we onze mislukkingen het liefst in de doofpot. En daar laten volgens de CEO van Livit Jan Willem van der Windt veel organisaties grote kansen liggen. ‘Als je met volle inzet hebt gewerkt aan een waardevol idee en je bereikt het vooraf gestelde doel niet, maar je hebt wel geleerd van je fouten, dan is er geen sprake van een mislukking, maar van een kans om te groeien en te verbeteren.’ Een organisatiecultuur waarin fouten maken niet als falen maar als leren gezien wordt, is volgens Van der Windt dan ook randvoorwaardelijk voor innovatie. ‘Ik stimuleer collega’s de vaardigheid te ontwikkelen om beter met mislukking om te gaan. In de dagelijkse praktijk zijn we vaak geneigd om alleen te focussen op groei en succes. Zo leer je nooit van tegenslag. Mensen en organisaties die slagen in innovatie en verandering hebben een andere mindset over fouten maken. Dat we binnen Livit deze andere mindset steeds meer omarmen, komt het bedrijf, maar vooral de mobiliteit van onze klanten zeer ten goede. Daar ben ik trots op.’ 2 - INTRODUCTIE 2 - INTRODUCTIE Jan van de Werken 'Zonder centrale productie is de innovatie-ambitie van Livit onhaalbaar.' Na 43 jaar neemt Technisch Directeur Jan van de Werken eind 2020 afscheid van zijn geliefde werkplek. Maar zijn erfenis blijft tot in lengte van dagen voortbestaan. Zijn hele carrière gelooft Jan al heilig in het centraal organiseren van het productieproces als vliegwiel voor vooruitgang. Al in 2001 bracht hij het aantal productielocaties pro- en orthesen terug van 15 naar 4. Een enorme ingreep in de manier van werken binnen het bedrijf, zeker in die tijd. ‘Ik was er toen al van overtuigd dat deze ontwikkeling randvoorwaardelijk zou zijn voor het optimaliseren van productieprocessen en het verbeteren van kwaliteit. Ondertussen weten we dat zonder centrale productie de innovatie-ambitie van Livit onhaalbaar zou zijn geweest.’ Het maakt Jan dan ook bijzonder trots dat hij als founding father van de centrale productie sturing heeft mogen geven aan de realisatie van ‘s werelds grootste orthopedische werkplaats, waarmee hij het fundament heeft gelegd voor een compleet andere manier van denken en werken binnen de orthopedische hulpmiddelenproductie. Als dat geen mooie erfenis is! Mieke Lagcher ‘Ik ben een verhalenverteller en bij voorkeur van het goede verhaal. In dat opzicht zit ik bij Livit gebakken.’ Mieke Lagcher heeft als Communicatie Adviseur de afgelopen vijf jaar de hele transitie van Livit op de voet gevolgd. ‘Toen ik voor het eerst bij Livit binnenstapte, voelde ik direct dat dit bedrijf van binnen veel dynamischer en innovatiever was dan je destijds aan de buitenkant zag. Vanaf dat moment wilde ik niets liever dan die fantastische binnenwereld met de buitenwereld verbinden en aan iedereen vertellen en laten zien hoe ambachtelijk vakmanschap en hedendaagse technologie hier hand in hand gaan. En wat voor moois er dan ontstaat. Er volgde een prachtige reis, waarbij innovatie de grote drijfveer was, maar de mens altijd centraal bleef staan. En dat maakt Livit zo uniek. Ook de inhoud van dit boek kon alleen tot stand komen door de mensen die hier werken. Nu ik vijf jaar later mag meewerken om dit verhaal te vertellen en delen, is mijn wens in vervulling gegaan.’ Slimme fabrieken versnellen toepassing van digitalisering, 3d-printing en vr in revalidatietechniek 3 De bundeling van technologieën wordt al toegepast op veel producten en diensten die inmiddels onmisbaar zijn geworden in ons moderne leven. Denk aan GPS-systemen die je de snelste route naar je bestemming geven of spraakgestuurde virtuele assistenten, zoals Siri van Apple. Door de integratie van al deze technologieën maakt de vierde industriële revolutie de weg vrij voor grote veranderingen in de manier waarop we leven. Bovendien zorgt het ervoor dat bijna elke bedrijfssector onder druk wordt gezet om radicaal anders te gaan werken. En dat gebeurt allemaal in een ongekend hoog tempo. Wij zijn ervan overtuigd dat centrale productie en bundeling van expertise op één plek randvoorwaarden zijn om de nieuwe technieken optimaal te benutten in onze branche. Dat digitalisering tijdens de COVID-19 pandemie massaal omarmd is, staat als een paal boven water. Dit blijkt onder andere uit onderzoek onder CIO's (Chief Information Officers) van 23 ziekenhuizen, van wie ruim 90% verwacht dat de inzet van digitale zorg versneld zal zijn na de coronacrisis. De manier waarop we voor patiënten over de hele wereld zorgen gaat door het toepassen van digitale technologie ingrijpend veranderen. Van preventie en diagnose tot behandeling en nazorg. Deze technologie brengt twee ambitieuze en belangrijke doelstellingen in de gezondheidszorg dichterbij: gepersonaliseerde oplossingen en geoptimaliseerde bevolkingsgezondheid. Slimme productielocaties in revalidatietechniek De productiesystemen binnen de revalidatietechniek gaan digitalisering in de volle breedte toepassen, inclusief 3D-printing en Virtual Reality. Het gebruik van geavanceerde technologie, zoals scanning, robotica en 3D-printen maakt productieprocessen efficiënter en het verder personaliseren van producten mogelijk, waardoor ingespeeld kan worden op de snel veranderende behoeften van klanten en de realisatie van de eerder genoemde doelstellingen. Producenten die het toepassen van nieuwe technologie vanuit pilots tot integratie op grote schaal hebben gebracht – de zogenaamde ‘slimme fabrieken’ - realiseren hiermee aanzienlijke financiële en operationele voordelen, zo blijkt uit een recent onderzoek vanMcKinsey. Zij tonen aan dat deze manier van produceren de productiviteit met 160 procent kan verhogen en de output zelfs met 200 procent. Daarnaast kunnen de kosten met maximaal 40 procent dalen en zijn slimme fabrieken 50 procent energie-efficiënter door minder uitstoot en minder milieuschade. Daarmee is de langverwachte vierde industriële revolutie niet langer een toekomstvoorspelling, maar realiteit. Ook wordt de traditioneel, doorgaans conservatieve orthopedische hulpmiddelenindustrie uitgedaagd zijn voordeel daarmee te doen. Livit is van mening dat binnen de productie van orthopedische hulpmiddelen de inzet van ‘slimme fabrieken’ essentieel is om de uitdagingen in de zorg het hoofd te bieden. Als koploper in de branche, heeft Livit zich ten doel gesteld de rol van 'slimme fabriek voor het produceren van orthopedische hulpmiddelen' te vervullen en is daardoor al langere tijd in staat om de productie- en distributieprocessen te koppelen aan R&D en digitale ontwikkeling. Dit versnelt voor ons de inzet van nieuwe innovatieve oplossingen, wat leidt tot succesvolle integratie van verschillende 'use-cases' (bewezen praktijkvoorbeeld). Ook kan er hierdoor sneller geschakeld worden tussen verschillende productieprocessen en - technieken voor de vervaardiging van een maatwerkoplossing. ‘Keten denken’ en de koppeling van processen zijn essentieel voor de inzet van een schaalbaar technologieplatform. Wij hebben ervaren dat verandermanagement, capaciteitsopbouw en samenwerking met partners in de keten hierbij van cruciaal belang zijn. Goede digitale basis icm sterke cultuur en structuur Innovatie loopt als een rode draad door ons hele bedrijf, iedereen draagt zijn steentje bij en nieuwe toepassingen en producten worden binnen de hele organisatie op alle locaties, afdelingen en niveaus ontwikkeld. Het episch centrum van onze innovatiekracht - de afdeling Digitalisering - bevindt zich, samen met onze productie-afdeling, aan de Merwedestraat in Dordrecht, waar wij tijdens de corona lockdown de grootste orthopedische werkplaats ter wereld hebben geopend. Zo zijn bedenkers, makers en testers onlosmakelijk met elkaar verbonden en kan er razendsnel geschakeld en ontwikkeld worden. Verdeeld over de subafdelingen Robotica, CadCam en Engineering werken 12 jonge talenten met een achtergrond in digital development elke dag vol overgave aan de toekomst van de orthopedische hulpmiddelentechniek. Samen met collega's van productie en orthopedisch advies zorgen zij ervoor dat de patiënt van vandaag het ideale orthopedische hulpmiddel van morgen krijgt. Digitaal aanmeten De digitalisering in de orthopedische hulpmiddelenbranche gaat in een rap tempo voort en nieuwe technologieën worden steeds meer toegepast. De meest actuele is 3D-printing. Livit maakt hier actief gebruik van en heeft deze vorm van produceren in haar productiebeleid geïntegreerd. Sinds 2013 is Livit bezig met het digitaliseren van haar business, van orderformulier tot communicatie en productie. Een van de grootste uitdagingen om digitaal te kunnen produceren is dat alle input ook digitaal verzameld moet worden en moet kunnen aansluiten op vervolgsystemen. Dit vergt grote veranderingen in het totale werkproces van aanmeten tot afleveren. Al onze adviseurs meten inmiddels aan met cast (synthetisch gipsverband) wat daarna voor 99% bij de afdeling CadCam wordt omgezet in een digitaal bestand voor verdere correctie en productie. Direct scannen op het lichaam, zonder gebruik te maken van cast, neemt daarnaast een steeds groter aandeel in binnen het maatnameproces. Gips behoort nagenoeg tot de verleden tijd. Deze manier van werken is voor onze adviseurs een opmaat naar de toekomst, waarin volledig digitaal aangemeten gaat worden. Een totaal andere manier van werken dan een aantal jaren geleden. Sneller, nauwkeuriger, schoner en veel minder belastend voor de patiënt. De volgende stap na het digitaal maatnemen werd het inhouse robotfrezen voor het vervaardigen van orthesen en prothesen, waarvoor niet teveel vrijheidsgraden van beweging voor vereist zijn. Dit proces maakte in onze organisatie het pad vrij om 3D-printen te gaan toepassen. Digitaal produceren Te vaak wordt nog gedacht dat 3D- printen (3DP) een techniek is voor de verre toekomst. In werkelijkheid bestaat de achterliggende techniek (rapid prototyping) al jaren en raken 3D-printers meer bekend en geaccepteerd. Een toekomst waarin 3D-printers breed worden ingezet komt hiermee snel dichterbij. Ook Livit produceert steeds meer via 3DP. Voor de kwaliteitseisen van 3DP houden wij ons aan de ISO certificering en FDA goedkeuring en gebruiken wij alleen goedgekeurde materialen van klasse 1 (huid contact) t/m 6 (implantaten). Dit omdat 3DP niet alleen mogelijkheden biedt, maar ook gevaren voor onze klanten kan opleveren. Wij beperken ons daarom uitsluitend tot het gebruik van materialen waarbij de biocompatibliliteit gewaardborgd is. (biocompatibiliteit betreft de interactie tussen weefsels en fysiologische systemen van de patiënt en de materialen van het medisch hulpmiddel). Het aantal toepassingsmogelijkheden van 3DP neemt snel toe en in de (nabije) toekomst krijgen onze producten een ander uiterlijk dan ons huidige assortiment. 3DP stelt ons in staat om objecten van elke denkbare vorm op basis van specifieke wensen en op ieder gewenst moment uit te printen. En door de inzet van onze 3D-designers en ingenieurs zal dit altijd tot innovatieve producten leiden. Overigens betekent dit niet dat alle conventionele maatwerkoplossingen simpelweg door 3DP vervangen kunnen worden. Het blijft altijd een afweging tussen functionele meerwaarde en kostprijs (zie hoofdstuk 3). Wij zetten 3DP vooral in als we daarmee voorzieningen kunnen leveren die technisch iets toevoegen of die met de huidige technieken en materialen zeer complex te produceren zijn. Virtual Reality Een volgend traject in onze digitale reis is het toepassen van virtual reality. Deze techniek biedt mogelijkheden om analyses op locatie te verrichten in een virtuele omgeving, zoals het berekenen van kracht en flexibiliteit. Livit maakt momenteel gebruik van anatomie motion en VR handschoenen. Dit zijn handschoenen waarin een feedbacksysteem is geïntegreerd, waardoor er realtime vertaling naar Virtueel Reality gemaakt kan worden. Door deze techniek is het niet alleen mogelijk om het orthopedisch maatwerk hulpmiddel al te zien voor het geproduceerd wordt, maar dit ook aan te passen en te ervaren. Deze virtuele ervaring in combinatie met een gangbeeldanalyse levert een enorme efficiëntieslag op om snel tot een passend eindproduct komen. Tot slot We staan aan de vooravond van een nieuwe revolutie betreft 3D-printing en de mogelijkheden die deze techniek biedt. Hoe die toekomst eruit ziet weet niemand. Elke technologische ontwikkeling kan een invloed hebben op het beeld van de toekomst en onze manier van werken. Wat we wel weten is dat Livit voorop zal lopen wanneer nieuwe technologische ontwikkelingen het licht zien. De ambachtelijke kant van ons vak zal zeker niet verdwijnen, maar wel veranderen. Er zullen zowel functies bijkomen als verdwijnen. Het ontwerpen van een hulpmiddel zal steeds meer centraal komen te staan en de wijze van produceren en fabriceren zal ingrijpend veranderen. Om deze ontwikkelingen in goede banen te leiden en tot een succes te maken, heeft Livit een Development Board opgericht. Het doel van deze Development Board is om samen met verwijzers, wetenschappers en orthopedisch adviseurs prototypen te ontwikkelen, te testen en toe te passen. In multidisciplinair verband denken wij op deze manier mee over nieuwe toepassingen en oplossingen. Welke 3DP use-cases wij hebben inmiddels geïmplementeerd? Welke inzichten wij hebben verkregen bij het versnellen van digitale schaalvergroting? Wat is er nodig om ervoor te zorgen dat de voordelen van nieuwe technologieën juist worden gebruikt en toegepast? In dit boek hopen wij antwoorden te geven op deze vragen en u daarmee te inspireren mee te doen met de technologische ontwikkelingen binnen de orthopedische hulpmiddelenzorg. Bronnen: https://mxi.nl/effecten-coronacrisis -op-digitalisering-in-de-zorg.pdf https://www.mckinsey.com/business- functions/operations/ our-insights/ lighthouse-manufacturers-lead-the-way World Economic Forum, Fourth Industrial Revolution, beacons of technology and innovation in manufaturing, whitepaper, McKinsey & Company Auteurs: Bart de Kiefte (CTO), Pelle van Steen (COO), Louis Schouwstra (COO), Wouter Akkerman (COO), Jan van de Werken (COO) en Jan Willem van der Windt (CEO) Industrie 4.0 veroorzaakt een revolutie We staan aan de vooravond van een nieuwe revolutie betreft 3D printing en de mogelijkheden die deze techniek biedt De mogelijkheden van de huidige technologische en digitale ontwikkelingen lijken eindeloos. Toch moeten we ervoor zorg dragen dat digitale innovatie op de juiste strategische wijze ingezet wordt binnen de zorg om zo de digitale stroomversnelling die door Covid-19 is ontstaan optimaal te benutten. 3 - INLEIDING 3 - INLEIDING De vierde industriële revolutie beslaat de integratie van kunstmatige intelligentie (AI), robotica, het Internet of Things (IoT), 3D-printing en andere technologieën. Deze revolutie verandert de huidige manier van produceren en heeft een grote invloed op de ontwikkeling van productiesystemen. De voorspelling is dat fabrieken, zoals we die nu kennen, veranderen in zogenaamde ‘slimme fabrieken’ met volledige integratie met en aansluiting op die verschillende technologieën. Om te begrijpen hoe de 'Industrie 4.0' werkt, nemen wij een aantal technologieën onder de loep die de veranderingen teweegbrengen. De vierde industriële revolutie gaat over de samensmelting van de fysieke, digitale en biologische wereld 80-90 Hoge mate van vervanging omdat gereedschap werd vervangen door machines Cloud computing geeft via internetverbinding toegang tot apps, diensten en gegevens die opgeslagen zijn in een netwerk (de cloud). Zo hebben eindgebruikers altijd en overal toegang tot hun software en applicaties. Enkele voordelen van cloud diensten zijn kostenbesparing, schaalbaarheid en veiligheid. Internet of Things (IoT) maakt gebruik van de cloud om alledaagse items - van medische wearables tot tracking-apparaten in pakketjes, te verbinden met het internet. Naast industriële toepassingen zoals IoT-sensoren in akkers voor een betere bemesting, kan het ook dichterbij huis worden gezocht zoals jouw slimme thermostaat. Artificial Intelligence (AI) omschrijft computers die kunnen ‘denken’ als mensen. Ze herkennen complexe patronen, verwerken informatie, trekken conclusies en doen aanbevelingen aan de hand van data. Zo wordt het ingezet voor het spotten van patronen in grote, ongestructureerde gegevensbronnen tot autocorrectie op je telefoon. Virtual reality (VR) biedt digitale ervaringen die de echte wereld simuleren, terwijl augmented reality (AR) de digitale en fysieke wereld combineert. Robotica omvat alles van het ontwerpen en maken tot het gebruiken van robots voor persoonlijk en commercieel gebruik. Hoewel we nog steeds niet allemaal een eigen robot-assistent hebben, zijn door technologische ontwikkelingen robots wel steeds complexer en verfijnder gemaakt. En worden ze gebruikt bij productie, in de bouw en in de gezondheidszorg. 3D-Printing Met 3D-printing kunnen productiebedrijven hun eigen onderdelen printen, met minder gereedschap, tegen lagere kosten en sneller dan via traditionele processen produceren. Bovendien kunnen ontwerpen snel worden aangepast om een perfecte pasvorm te garanderen. Innovatieve materialen De ontwikkeling van nieuwe innovatieve materialen, zoals kunststoffen, metaallegeringen en biomaterialen, zullen sectoren als productie, hernieuwbare energie, de bouw en de gezondheidszorg flink veranderen. 10-20 Weinig vervanging, gereedschap kon hergebruikt in combinatie met een transportband 100 100% vervaning van productie methoden (bijvoorbeeld weefgetouw) 40-50 Bestaande machines worden geintegreerd, slechts gedeeltelijke vervanging van apparatuur 3 - INLEIDING De rol van ICT verandert van een puur business- faciliterende rol naar een business driver; kansen voor een Digitale Transformatie komen tot leven 3 - INLEIDING Figuur 3.1: veranderende rol van ICT 3 - INLEIDING 4 Begrip over eigen gezondheidssituatie van steeds groter belang voor patiënt én zorgverlener Binnen de maatschappelijke uitdagingen waar de gezondheidszorg de komende tijd voor staat, zal robotica een steeds belangrijkere rol gaan spelen. Optimalisatie van processen en gerobotiseerde handelingen in de zorg maken dat de groeiende groep zorgbehoevenden de aandacht kan krijgt die nodig is. De inzet van robots zal ook steeds meer geaccepteerd worden. Gene Munster, een belangrijke technologie- en marktanalist, stelde een aantal jaar geleden al dat robotica op een punt komt om net zo gewoon te worden als de computer. Sterker, virtual reality, augmented reality, kunstmatige intelligentie en robotica zullen gezamenlijk in de toekomst zelfs van grotere invloed zijn dan het internet. (ROBO Global, 2016). Toename in functies en toepassingen is enorm De uiteenlopende typen robots kunnen op een aantal manieren worden geclassificeerd: werkomgeving, gebruikersinteractie, fysieke vorm en voornaamste functie. Er zijn robots voor in de lucht, op het land, onder water, in de ruimte en in het menselijk lichaam. En er zijn robots die autonoom kunnen werken, die op afstand gemonitord worden en die samenwerken met een andere robot of een mens. Ook zijn er robotarmen, robotplatforms, robots als verlengstuk van het menselijk lichaam, robots in de vorm van een mens (humanoïden) en nano- en microrobots. Qua inzet zijn er robots die kunnen assembleren, oppervlakten kunnen behandelen, interacteren, onderzoeken, transporteren, inspecteren, oppakken of manipuleren. En er wordt steeds meer mogelijk. Robotica is niet nieuw. Al jarenlang worden industriële robots gebruikt in maakprocessen over verschillende sectoren heen (denk bijvoorbeeld aan de autoproductie en aan de melkrobot). Volgens experts zijn er wereldwijd nu al meer dan 1,5 miljoen robots in gebruik die taken uitvoeren die voorheen gedaan werden door mensen. Dit zal de komende jaren alleen maar toenemen. De laatste jaren is een sterke technologische basis ontwikkeld en is de markt zich beter bewust geworden van de mogelijkheden van robotica (ROBO Global 2016). Een scala aan sectoren, zoals de agrarische sector, de zorg, de veiligheid en transsport, biedt kansen voor een explosieve toepassing. Robotica en Werkgelegenheid Robots zetten de arbeidsmarkt op zijn kop. Zij zijn productiever dan de mens als het gaat om repetitief handwerk: ze maken minder fouten, kunnen langer doorgaan, op een hoger tempo en op den duur wellicht zelfs tegen lagere kosten. Al is dit laatste nu nog niet altijd het geval. Bovendien kunnen robots ook steeds beter worden ingezet voor andere, meer complexe werkzaamheden, zoals sinds 2014 in de vervaardiging van maatwerkoplossingen van orthopedische hulpmiddelen. Anders dan vaak gedacht wordt, is de ervaring dat robotica ook een grote bijdrage levert in het creëren van banen. Waar machines in de eerste industriële revolutie onze fysieke werkkracht vergrootten, vergroten robots daarnaast ook onze mentale werkkracht. De toepassing van robotica in ons werkproces heeft juist nieuwe banen opgeleverd. Zo is binnen Livit het team digitalisering gegroeid en zijn er nieuwe functies ontstaan in een besturende en controlerende rol naast de robot. De maakindustrie De maakindustrie is altijd de grootste toepassingssector geweest voor robotica. Robots worden ingezet voor volumeproductie in onder meer automotive, elektronica en aerospace. Een nieuwe generatie slimme robots is nu in opkomst, waarmee ook kleine volumes kunnen worden geproduceerd. Zonder het verder ontwikkelen van robotica zal de beoogde ‘smart industry’ er niet kunnen komen. Blijvende groei van robotica in de maakindustrie is belangrijk voor de Nederlandse economie en werkgelegenheid. Door productiekosten te verlagen en maakprocessen efficiënter in te richten, is het mogelijk productie in Nederland te behouden of zelfs terug te halen naar Nederland (reshoring). Robotica kan zorgdragen voor flexibilisering van productiemiddelen, waardoor deze breder inzetbaar zijn en kleinere seriegroottes kunnen produceren. Hierdoor neemt de efficiëntie toe en ontstaan kleinere productie-eenheden. De gezondheidszorg Voor sommige functies in de zorgsector wordt robotica al gebruikt. Onderscheid is hier te maken tussen de cure en care, oftewel medische toepassingen (zoals operatierobots) en zorgtoepassingen. Medische robots, die gebruikt worden voor minimaal invasieve behandelingen, endoscopieën en micromanipulatie vormen een zeer specialistische toepassing, waarin hoge kwaliteitseisen de standaard zijn. Exoskeletons, robots die je ‘aan kunt trekken’ vormen een revolutionaire nieuwe generatie van prothesen. De verwachting is dat het aantal toepassingen in de zorgsector de komende jaren fors zal toenemen, met name op het gebied van ziekenhuislogistiek en revalidatiezorg. Hierbij geldt efficiency als voornaamste drijfveer. De huidige vergrijzing van de samenleving en de groeiende groep zorgbehoevenden maken efficiency in de zorg een belangrijke maatschappelijke uitdaging. Recente berekeningen van KPMG tonen aan dat de zorg niet zonder robotica kan (KPMG, 2017). Typische zorgtoepassingen vereisen hoge nauwkeurigheid (bijvoorbeeld in operatierobots), goede interactiemogelijkheden (bijvoorbeeld voor revalidatietoepassingen), miniatuuroplossingen (bijvoorbeeld voor draagbare oplossingen), zeer hoge veiligheid en betrouwbaarheid en monitoring en data-interpretatie gedurende de periode dat de robot actief is. Toepassing in de orthopedische hulpmiddelenzorg Een toenemende vergrijzing, een verschuiving van gevaarlijk en repeterend werk naar cognitief uitdagender werk, een hogere kwaliteit en steeds kleinere klant-specifieke productieruns; zomaar een greep uit het scala aan reële argumenten die pleiten voor verdere robotisering. Toch is de beslissing voor een daadwerkelijke toepassing niet snel genomen. Met name binnen de conservatieve orthopedische hulpmiddelenmarkt worstelt men met de toepassing van robotica. Vaak is de installatie te complex en laat automatiseringskennis te wensen over voor de vaak kleine instellingsgebonden organisaties. Ook is de digitalisering in het primair proces in de vorm van maatname en toepassing van scantechniek nog lang niet overal toegepast, terwijl dit randvoorwaardelijk is voor een effectief gebruik van robotica in het productieproces. De orthopedische hulpmiddelenzorg De orthopedische hulpmiddelenzorg is een tak van sport met een geheel eigen dynamiek; het draait om maatwerk of -om in metaaltechnische termen te spreken - enkelstuksproductie die in één keer goed moet zijn met zeer hoge impact op het welzijn van revalidanten. Uiteraard voor niet al te veel geld en zo snel mogelijk geleverd, met als doel de patiënt zo snel mogelijk weer deel te kunnen laten nemen aan het leven en binnen de mogelijkheden die de zorgverzekeraar biedt. Vanuit die uitgangspunten bleken robotica en Livit een goede match voor bijvoorbeeld het frezen van maatwerkmodellen voor vervaardiging van onder andere enkel-voetorthesen. Randvoorwaarden Livit voldoet aan de belangrijkste randvoorwaarden om robotica toe te passen in haar orthopedische hulpmiddelenzorg: digitale informatieverwerking en centrale productie. Waar deze branche wordt gekenmerkt door kleine lokale werkplaatsen met sterk ambachtelijk karakter, heeft Livit de afgelopen decennia geïnvesteerd in een uniform aanmeetproces en centrale productie. Digitalisering is structureel onderdeel van het Livit aanmeetproces. Al in 2013 zijn wij gestart met het digitaal aanmeten van voorzieningen en ondertussen worden 95% van onze prothesen digitaal aangemeten en verwerkt. Toepassing binnen Livit Innovatiekracht en de constante drive om onze klanten altijd de beste mobiliteitsondersteuning te geven zit in ons DNA. De uitdagingen in de zorgverlening, schaarste aan goed gekwalificeerd personeel en continue druk op efficiency vanwege prijsdruk vanuit de vergoedingssfeer waren voor ons een extra stimulans om zes jaar geleden te starten met het verkennen van de toepassingsmogelijkheden van robotica. Voor de vervaardiging van orthopedische maatwerkoplossingen was echter verdere ontwikkeling nodig op een viertal gebieden: systeemontwikkeling, navigatie, mechatronica en cognitie en leren. Systeemontwikkeling Gaandeweg bleek dat we een sterke behoefte hadden aan systematische ontwerpprocessen voor de ontwikkeling en validatie van roboticasystemen en standaarden. Dit omdat er binnen het proces van het vervaardigen van orthopedische hulpmiddelen een vertaalslag moet worden gemaakt tussen de individuele maatname van de verschillende ledematen naar de afmetingen binnen de te ontwikkelen vormen van het te vervaardigen hulpmiddel. Navigatie Plaatsbepaling en routeplanning zijn essentiële vaardigheden voor een robotsysteem. Binnen de toepassing voor orthopedische hulpmiddelen is dit nog eens extra van belang, vanwege de extreem hoge mate van nauwkeurigheid die vereist is. Deze nauwkeurigheid bleek met de toenmalige technologie niet haalbaar en maakte dat wij inhouse software hebben moeten programmeren om de vereiste nauwkeurigheid te verkrijgen. Mechatronica Flexibiliteit is het toverwoord voor de integratie van robotica in het productieproces van orthopedische hulpmiddelen. Het gaat immers om unieke maatwerkmodellen, voor iedere klant opnieuw. Cognitie en leren Voor acceptatie van robotica-toepassingen binnen de conservatieve medische revalidatiesector is nauwe samenwerking tussen engineers en orthopedische professionals randvoorwaardelijk. Dit vereist een cultuur van goede communicatie en samenwerken, waarbinnen collega's bereid moeten zijn om soms oude gewoonten en gebruiken in het vak op te geven en nieuwe vaardigheden en manieren van denken te omarmen. Organisatie van robotica binnen Livit Binnen Livit hebben wij een aparte afdeling ingericht die zich focust op het ontwikkelen, implementeren en produceren van robotica-toepassingen. Deze afdeling vertaalt de digitale files naar fysieke producten en controleert deze op correctheid met de het 3D-bestand. Deze afdeling is tevens gespecialiseerd in het 3D-printen van producten. Livit CADCAM Pro- & Orthesen Op deze ontwerpafdeling worden anatomische 3D-modellen digtaal gecorrigeerd naar de vorm van de voorgeschreven prothese of orthese. Deze afdeling verzorgt de intake van de cast die onze adviseurs sturen. Zij scannen de cast en de tekeningen en zetten deze om in digitale data. Na het omzetten, combineren ze de input van de 3D-file met het maatformulier om de gewenste correctie uit voeren. Livit CADCAM Schoenen en Steunzolen Dit is de ontwerp- en intake- afdeling voor de digitale verwerking van schoenen en steunzolen. Deze afdeling zal in de toekomst nauwer gaan samenwerken met de andere digitale afdelingen om de kennis tussen de verschillende productgroepen beter uit te wisselen en te versterken. Denk hierbij aan de kennis over leesten, blauwdrukken en drukmetingen die ook van toepassing kunnen zijn op prothesen en orthesen. Livit Engineering Deze afdeling bestaat uit ingenieurs op het gebied van industriële toepassingen die nauw samenwerken met bewegingswetenschappers en grafisch ingenieurs. Hierdoor kunnen wij als Livit de kwaliteitsgarantie voor onze producten waarborgen en analyseren. Door middel van het opstellen van wetenschappelijke formules, ontwikkelen zij samen met de bewegingswetenschappers het eindproduct tot een 'evidence based' product met wetenschappelijke onderbouwing. Daarnaast zorgt de afdeling voor aansluiting van onze producten op Virtual Reality en de 3D-printtoepassingen. Door het digitaal optekenen van de modellen door de CadCam afdeling wordt het mogelijk om met behulp van een robotfrees zeer snel en nauwkeurig een schuimmodel van een betreffende voorziening te 'trimmen'. Voordelen van het trimmen van modellen zijn: een versneld afwerkproces, grotere vrijheid in vormen, grotere precisie, geen menselijke afwijking door digitaal positie bepalen, automatisering van standaard handelingen (zoals driehoeken en gaten maken in een redressiehelm). Wanneer een schuimmal is gefreesd met behulp van een mandrel en fixatieplaat wordt er een materiaal overheen getrokken of gegoten. Hierdoor kan een zeer exacte ruimtelijke positiebepaling (3D) worden gemaakt. Deze positioneringsbepaling wordt gebruikt om het model op exact dezelfde wijze in de programmering te laden. Hierdoor kan het trimproces geprogrammeerd en gecontroleerd worden, waardoor met grote precisie het materiaal op het schuimmodel getrimd kan worden. Evidence Based Werken De hedendaagse geneeskunde is bij voorkeur gebaseerd op wetenschap, oftewel de beste behandeling dient wetenschappelijk onderbouwd te zijn. Vaak wordt bij evidence-based werken alleen gedacht aan het vergaren van kennis die wetenschappelijk bewijs levert of een methode of interventie effectief is. Wetenschappelijke kennis is een belangrijke bron, maar bij evidence-based werken gaat het ook om de ervaringen van experts, de beroepsbeoefenaars zelf en ervaringen van gebruikers. Evidence based werken heeft zich daarmee de afgelopen jaren ontwikkeld van een puur biomedisch model met 'harde' klinische parameters, zoals sterfte en morbiditeit, naar een meer bio-psychosociaal model dat de psychosociale aspecten, zoals ervaren gezondheid en kwaliteit van leven van klanten vooropstelt. Livit is ervan overtuigd dat met deze verschuiving ook in de orthopedische hulpmiddelenzorg het evidence-based werken een belangrijke plaats zal moeten gaan innemen. Het gaat om het rationaliseren van ons handelen op basis van 'het beste dat we weten'. Effectiviteitsonderzoek onder gebruikers is voor ons dan ook een objectieve bron van feedback om te valideren of onze beoogde product- en procesverbeteringen ook daadwerkelijk door de klant worden bevestigd of juist ontkracht. Sinds 2016 doet Livit doorlopend onderzoek naar de tevredenheid en het effect van orthopedische hulpmiddelen. Regelmatig worden onderzoeksresulaten gepubliceerd op het kennis en informatieplatform zorgprofessionals.livit.nl en in 2019 zijn meerdere onderzoeksresultaten uitgegeven in het boek 'Vrijer bewegen nu echt bewezen', gratis te downloaden op bovengenoemd platform. Verbluffende resultaten Voorbeeld van PROM onderzoeksresultaten gemeten bij de dragers van de maatwerk EVO De maatwerk enkel-voetorthese wordt bij Livit gemaakt met behulp van digitale techniek. Zo kunnen wij een optimale pasvorm garanderen. Alle veranderingen die in het individuele model worden aangebracht, kunnen altijd worden teruggehaald en aangepast. Mocht er een nieuwe EVO nodig zijn, dan kunnen we deze informatie opnieuw gebruiken. In de afgelopen drie jaar heeft de inzet van onze digitale techniek een vlucht genomen en wordt deze consequent op al onze locaties toegepast. De digitale verwerking en productie is ook flink gestegen de afgelopen jaren; van 34% naar 64% en heeft daarmee een grote bijdrage geleverd aan kwaliteitsverbetering. Het resultaat in verbeterde klantwaardering laat zich duidelijk zien uit het klantonderzoek onder 1.057 klanten. De onderzoeksvragen hebben onder andere betrekking op het draagcomfort en gebruiksgemak van het hulpmiddel. Het ervaren draagcomfort van de EVO is in de periode 2016 tot 2018 sterk gestegen. De groep klanten die in 2017 en 2018 voor draagcomfort een 9 of een 10 geeft is sinds 2016 verdubbeld. Ook is het aantal klanten dat een 6 of lager geeft de afgelopen 3 jaar met 66% gedaald. Het ervaren gebruiksgemak van de EVO is in de periode 2016 tot 2018 zeer sterk gestegen. Met name het aantal kritische klanten dat het gebruiksgemak met een 6 of lager beoordeelde is flink gedaald. Tot besluit Livit heeft in de afgelopen jaren bewezen dat toepassing van robotica in de orthopedische hulpmiddelenzorg een essentiële technologische toepassing is om de uitdagingen in de zorgverlening het hoofd te bieden. Denk hierbij aan schaarste aan goed gekwalificeerd personeel en continue druk op efficiency vanwege prijsdruk vanuit de vergoedingssfeer. Bronnen: Kansen voor de Nederlandse robotica, Holland Robotics: Samen investeren, in toepassingsgerichte R&D. Januari 2018, Holland Robotics Raad Volksgezondheid en Samenleving, Waarde(n)volle zorgtechnologie, een verkennend advies over de kansen en risico's van kunstmatige intelligentie in de zorg Auteurs: Bart de Kiefte (CTO), Tim de Roo (Engineering), Mark van den Driesche (Robotica), Wouter Akkerman (operationeel Manager P&O), Pelle van Steen, Jan van de Werken (Directeur Productie) en JW van der Windt (CEO) Sinds 2016 is Livit gestart met een onderzoek naar de tevredenheid orthopedische hulpmiddelen: er zijn inmiddels 125.000 klanten benaderd en 47.000 klanten hebben gereageerd. Na het aflevermoment van hun voorziening werd hen vragen gesteld over draagcomfort, gebruiksgemak, cosmetiek en samenwerking met medisch specialistische zorg in het aanmeettraject van het orthopedisch hulpmiddel. De samenwerking tussen mens en robot (co-bots) is aan een opmars bezig en steeds meer toepassingen lenen zich voor een oplossing met gebruik van robotica. Hierdoor groeit de maatschappelijke meerwaarde van robotica en worden robots nu echt onderdeel van ons dagelijks leven. Ook in de orthopedie wordt robotica steeds vaker toegepast. Over de definitie van deze technologie lopen de meningen uiteen. In dit boek definiëren wij het als een verzameling systemen die functioneren in een ongestructureerde omgeving, die fysiek meten én handelen en die gebruikmaken van (een zekere mate van) artificiële intelligentie. Toepassing Robotica zorgt voor kwaliteitsverbetering in productie van orthopedische hulpmiddelen 4 - ROBOTICA 4 - ROBOTICA 4 - ROBOTICA IJing Bing Zhang, research director worldwide robotics bij IDC, voorspelt dat in 2019 30% van de vooraanstaande bedrijven een functie als ‘robot-manager’ zal hebben (Violino, 2016). In hun onderzoek ‘Stayin’ Alive: Manufacturing in America’ voorspelt de Bank of America Merrill Lynch dat met elke robot drie banen worden gecreëerd (ROBO Global, 2016). elke robot creëert zeker drie nieuwe banen inzet van digitale techniek verbetert draagcomfort en gebruiksgemak voor onderbeenprothesen Het ervaren gebruiksgemak en draagcomfort van de prothesekokers in de periode 2016 tot 2018 is zeer sterk gestegen. De groep klanten die voor gebruiksgemak een 9 of een 10 geeft is in de periode met 50% gestegen. In 2016 gaven 25% van onze klanten de prothesekoker en prothesevoorziening een 9 of een 10 voor draagcomfort. Afgelopen jaar is dat gestegen naar 69%. De onderbeenprothese wordt bij Livit gemaakt met behulp van digitale techniek. Zo kunnen wij een optimale pasvorm garanderen. Figuur 4.1: Resultaten Livit patiënt gerapporteerde uitkomstmetingen over effectiviteit van onderbeenprothesen 2019, meer informatie op zorgprofessionals.livit.nl 4 - ROBOTICA 4 - ROBOTICA zorgprofessionals.livit.nl 4 - ROBOTICA 4 - ROBOTICA 4 - ROBOTICA 4 - ROBOTICA Voor adoptie van de techniek zijn twee trends van belang: verbeteren en vernieuwen Afweging tussen technologie eisen en product prestaties 5 Het lijkt wel of iedereen met het 3D-printvirus besmet raakt. De digitalisering van zowel technologie als de hele maatschappij maakt een uitgebreid en complex speelveld van ‘industrieel printen’ mogelijk. Voor de meeste nieuwe toepassingen zijn echter wel fundamenteel onderzoek en productontwikkeling nodig, zeker als het gaat om toepassingen in de medische hulpmiddelenbranche. Het ontwikkelen van nieuwe applicaties vergt veel experimenten, kennis en doorzettingsvermogen om tot oplossingen te komen die zowel functioneel als economisch interessant zijn. Figuur 5.1: trade off tussen technologie eisen en product prestaties, bron 3D-hubs Het toepassen van scanning en 3D-printing levert een uitbreiding aan mogelijkheden binnen de range van de orthopedisch hulpmiddelen. Hierdoor opent zich een hele nieuwe wereld voor de revalidatiegeneeskunde, fysiotherapeuten, ergotherapeuten en orthopedisch adviseurs. Het creatief denken over mogelijke toepassingen krijgt een enorme impuls, met als resultaat het vergroten van zowel mobiliteit, comfort en behandelmethoden voor patiënten die voorheen niet of onvoldoende geholpen konden worden. Zo is maatname via een scan aanzienlijk minder belastend voor de patiënt, blijken ideeën die voorheen onuitvoerbaar waren nu wel haalbaar en worden nieuwe producten in rap tempo ontwikkeld. verschillende eisen Binnen de markt voor medische hulpmiddelen gelden specifieke eisen per producttype of onderdeel van een applicatie. Aan elk nieuw te ontwikkelen productieproces of product zijn drie basiseisen te stellen: Juiste kosten: is de applicatie concurrerend te produceren? Juiste kwaliteit: voldoet de applicatie aan de gestelde specificatie en eisen? Juiste levertijd: kan de applicatie op tijd geleverd worden? De figuur op de vorige pagina (figuur 5.1) toont schematisch de balans die moet worden gevonden tussen eisen en prestatie. Sommige voordelen, zoals vormvrijheid, kunnen leiden tot geheel nieuwe mogelijkheden, waardoor de kosten niet kunnen worden vergeleken met de huidige producten, maar met de meerwaarde voor het verbeterde of het geheel nieuwe product. 3D-printen 3D-printen is een techniek waarbij laag voor laag materiaal wordt aangebracht; figuur 5.2 toont het principe. De verschillende lagen creëren volume en structuur, waardoor een driedimensionaal object ontstaat. Er zijn verschillende dietechnieken gebruikmaken van deze laagsgewijze opbouw en daarbij met verschillende materialen werken. Hoe werkt 3D-printen? Elke 3D-printer bouwt onderdelen volgens hetzelfde basisprincipe: een digitaal model wordt omgezet in een fysiek, driedimensionaal object door laag voor laag materiaal toe te voegen. Dit verklaart de alternatieve term Additive Manufacturing. 3D-printen is een fundamenteel andere methode om onderdelen te produceren dan de subtractieve (CNC-frezen) of formatieve (spuitgieten) productietechnologieën. Voor 3D-printen zijn geen speciale gereedschappen vereist (zoals snijgereedschap met bepaalde geometrie of een matrijs). In plaats daarvan wordt het onderdeel laag voor laag, rechtstreeks op het bouwplatform geproduceerd, wat een unieke set voordelen maar ook beperkingen met zich meebrengt. Het proces begint altijd met een digitaal 3D-model: de blauwdruk van het fysieke object. De software van de printer ‘sliced’ dit model tot dunne, tweedimensionale laagjes en zet deze vervolgens om in een set instructies in machinetaal (G-code) die door de printer worden uitgevoerd. Vanaf dat punt is de werkwijze van de 3D-printer afhankelijk van het proces. Bijvoorbeeld: desktop FDM-printers smelten plastic filamenten en leggen deze neer op het printplatform via een sproeistuk (als een zeer nauwkeurig computergestuurd lijmpistool). Grote industriële SLS-machines gebruiken een laser om dunne laagjes metaal- of kunststofpoeder te smelten (of te sinteren). De beschikbare materialen variëren ook per proces. Kunststoffen zijn verreweg het meest gangbaar, maar metalen kunnen ook 3D-geprint worden. De geproduceerde onderdelen kunnen ook een breed scala aan fysieke eigenschappen hebben, van optische helderheid tot rubberachtige objecten. Afhankelijk van het formaat van het onderdeel en het type printer, duurt het normaliter tussen de 4 en 18 uur om een print te voltooien. 3D-geprinte onderdelen komen echter zelden 'direct klaar voor gebruik' de machine uit. Vaak moeten ze nabewerkt worden om het gewenste niveau van oppervlakteafwerking te bereiken. Deze stappen kosten extra tijd, (vaak handmatige) moeite en dus geld. Veel toepassingsmogelijkheden Een ontwerp kan digitaal worden gemaakt in een 3D CAD-programma dat wordt doorgestuurd naar een 3D-printer. Die printer converteert het ontwerp naar tekeningen die elk een laag van het object vertegenwoordigen Vervolgens worden deze tekenen laag voor laag in vast materiaal omgezet. Elke nieuwe laag wordt aan de voorgaande laag ‘bevestigd’. In een relatief korte tijd kan zo een ontwerp worden gematerialiseerd. Het grootste en bekendste toepassingsgebied van deze techniek is rapid prototyping. De techniek die wordt gebruikt om snel een tastbaar model van een bepaald ontwerp ter beschikking te hebben. 3D-printen heeft zijn weg gevonden naar een breed spectrum aan producten in een groot aantal marktsegmenten. Textiel, medische implantaten en maatwerk-hulpmiddelen, reserveonderdelen voor auto’s, vliegtuigen en machines, gepersonaliseerde iPhone-hoesjes, zonnecellen, het kan allemaal middels 3D-printen vervaardigd worden. En zo zijn er nog veel meer toepassingen. Wat overigens niet betekent dat alles wat geprint kan worden ook daadwerkelijk geprint zal gaan worden, maar het geeft wel aan dat deze technologie zeer veelbelovend is en oneindig veel mogelijkheden biedt. 3D-printen kent veel voordelen, zoals het direct fysiek beschikbaar hebben van een ontwerp, oftewel ‘on-demand-manufacturing’. Met als voordelen weinig tot geen materiaalverlies, geen voorraden nodig behalve van het uitgangsmateriaal, hoge vrijheid van creatie en gepersonaliseerde applicaties. Er zijn ook indirecte voordelen: door gewichtsbesparingen van producten, zoals onderdelen voor vliegtuigen en auto’s vermindert het brandstofverbruik, hetgeen de belasting op het milieu verlaagd en duurzaamheid vergroot. Consumentenproducten en toepassingen voor de medische markt lopen momenteel voorop. Het printen van een maatwerk-kunstgebit is hier een mooi voorbeeld van. En zo ontwikkelt de medische markt zich steeds verder. Hoog tijd dus dat ook de orthopedische industrie de technologie oppakt en geschikt moet maken voor verdere toepassingen deze branche. Verbeteren en vernieuwen Het is echter belangrijk te realiseren dat 3D-printen weliswaar een snel ontwikkelende technologie is met een unieke set voordelen, maar dat deze techniek ook in bepaalde opzichten achterloopt ten opzichten van de traditionele productie. Voor adoptie van de techniek zijn twee trends van belang: verbeteren en vernieuwen. Wanneer we spreken over verbeteren, vergelijken we de 3D-printtechnologie met de huidige conventionele en concurrerende maakprocessen. Dan moet 3D-printen zich daarvan gaan onderscheiden op basis van de integrale kostprijs (opgebouwd uit materiaal, tooling, logistieke kosten), de doorlooptijden en de te garanderen kwaliteit. Dat is op zijn minst uitdagend. Vernieuwen biedt dan meer mogelijkheden: 3D-printen geeft namelijk meer ontwerpvrijheid. Denk aan het creëren van complexe stelsels van kanaaltjes in een steunzool. Of aan complexe samengestelde producten, die veelal sneller, beter en goedkoper gefabriceerd kunnen worden met 3D-printen. In ons 3D-ontwikkelprogramma kijken wij naar twee aspecten: extra meerwaarde voor de klant verbeterde kostenstructuur Deze indeling is visueel weergegeven in het figuur op de vorige bladzijde. innovatie en unieke maatwerkproducten Ons productontwikkelingsbeleid is erop gericht verbetering aan te brengen op vier gebieden: bewegingsvrijheid, eigen identiteitsbevordering, bewustwording en meer comfort en gebruiksgemak. Met de daaruit voortvloeiende nieuwe producten en unieke maatwerk- oplossingen willen wij positief bijdragen aan het verbeteren van bovengenoemde gebieden. Elke dag opnieuw zetten we ons daar met hart, ziel en expertise voor in. Ontwikkeling gericht op vier domeinen voor meerwaarde voor de klant Meer bewegingsvrijheid In het domein 'Beweging' draait alles om de effectiviteit van een product. Hoe zorgt het hulpmiddel er voor dat de klant zich weer optimaal deel van zijn omgeving voelt? Waarbij de betaalbaarheid van de producten ook een rol speelt. Eigen identiteit Een hulpmiddel dat zo letterlijk met iemand verbonden is als een orthopedisch hulpmiddel, kan gezien worden als een verlengstuk van diens persoonlijkheid. Dat moet dus of opvallend mooi of juist subtiel natuurlijk zijn. Waar mogelijk personaliseren en/of modelleren wij onze hulpmiddelen dan ook zodanig, dat de gebruiker ze met trots draagt. Meer comfort Alles wat we ontwikkelen staat in direct contact met het menselijk lichaam. Daarom staan pasvorm en draagcomfort centraal in het domein 'comfort'. Hulpmiddelen moeten eigenlijk zo worden gemaakt, dat de drager na verloop van tijd vergeet dat hij het hulpmiddel draagt. Bewustwording Alles wat rondom het hulpmiddel wordt georganiseerd om de klant te helpen bij zijn mobiliteitsprobleem, valt onder het domein 'bewustwording'. Onze ontwikkelingen op dit gebied richten zich voornamelijk op de informatievoorziening en advies rondom het gebruiken en dragen van onze producten en alles wat er verder aan bijdraagt aan de therapietrouw aan het gebruik van het hulpmiddel. Bronnen: Ben Redwood, Filemon Schöffer, Brian Garret, 3dHubs, The 3D Printing Handbook, technologies, design and applications, November 14, 2017 Auteurs: Bart de Kiefte (CTO), Pelle van Steen (COO), Louis Schouwstra (COO), Wouter Akkerman (COO), Jan van de Werken (COO) en JW van der Windt (CEO) 3D-Printtechniek, nieuwe randvoorwaarden en parameters creëren nieuwe mogelijkheden voor proces en product Formatieve productie (spuitgieten) 100 Subtractieve productie (CNC-frezen) Additieve productie (3D printen) Hoeveelheid 5 - 3D-printtechniek Een subtractieve technologie (CNC-frezen) is vooral een goede keuze in de volgende scenario’s: Middelgrote aantallen Bij het produceren van onderdelen in honderdtallen, is CNC-frezen doorgaans de meer economische optie. Dit komt doordat er schaalvoordelen worden behaald. Hoge materiaaleisen Als uitstekende materiaaleigenschappen essentieel zijn, is CNC-frezen een betere optie omdat 3D-geprinte onderdelen normaliter een lagere sterkte hebben. Grotere productieaantallen (> 1000 onderdelen) Hiervoor zijn formatieve technologieën (zoals spuitgieten) meer kosteneffectief en zijn dus economisch meer verantwoord. Zie bovenstaande grafiek voor een snelle indicatie van de stuksprijs. In deze vereenvoudiging wordt aangenomen dat alle technologieën de geometrie van het onderdeel kunnen produceren. Als dit niet het geval is, is 3D-printen de geprefereerde productieoplossing. Kosten per onderdeel productie KOsten vergelijking 1000 Formatieve productie (spuitgieten) Additieve productie (3D printen) 5 - 3D-printtechniek Subtractieve productie (CNC-frezen) Figuur 5.2: 3D-printen versus traditionele productie, Bron: The 3D printing handbook, Ben Redwood, 3D Hubs, 2018, p. 7 3D-printen vs. Traditionele productie 3D-printen is een uitzonderlijke tool voor het produceren van op maat gemaakte onderdelen en prototyping. Vanwege zijn unieke eigenschappen is het echter het meest geschikt voor specifieke toepassingen. Bij het maken van de keuze tussen een additieve (3D-printen), subtractieve (CNC-frezen) of formatieve (spuitgieten) productietechnologie, zijn er enkele eenvoudige richtlijnen om tot de beste optie te komen. Aanmeetringen 3D Earprotector Klantvriendelijker aanmeetproces, nauwkeuriger en gegarandeerd reproduceerbaar Significante functionele verbetering van het product Duurder Kosten / Functionaliteit Matrix; 3DP geeft verbeteringen voor de klantwaarde en voor de bedrijfsvoering L-Meet - meetinstrument Goedkoper proces Verbeterde kostenstructuur Verbeterde klantwaarde ADAPT-IT Uniek product zonder vergelijkbare oplossing Fixatie Systeem 3D Steunzool 3D Headextender WAQ dynamische PHO Pols Hand orthese Klantvriendelijker aanmeetproces, nauwkeuriger en gegarandeerd reproduceerbaar Geen functionele verbetering Niet goedkoper maar ook niet duurder 5 - 3D-printtechniek Figuur 5.3: kostenstructuur klantwaarde matrix 5 - 3D-printtechniek 5 - 3D-printtechniek voorbeeld met geen meerwaarde van 3DP 5 - 3D-printtechniek 3DP koker - een prothesekoker in (simpele) 3D-geprinte uitvoering Het simpelweg printen van huidige producten en vormen zonder functionele meerwaarde is slechts interessant als daar een goedkopere productie- methode door ontstaat. Voor bijvoorbeeld het 3D-printen van een conventionele prothesekoker (zie figuur) bleek geen functionele meerwaarde. Sterker, er bleken beperkingen bij de nabewerking om de pasvorm te corrigeren bij (eventuele) klachten. Er moest in dat geval een hele nieuwe koker worden geprint. Daarbij is een uitvoering in 3D nog ruim twee tot drie keer zo duur als een conventionele uitvoering. Zonder functionele meerwaarde en een duidelijk hogere kostprijs zien wij deze uitvoering voorlopig als een 'domm' 3D-koker. De verschillende soorten 3D-printprocessen en materialen De ondersteuningsmaterialen moeten na printen verwijderd worden met het risico van beschadiging van het model, het verlies van details of het breken van de geometrie. De juiste selectie van het materiaal is direct gekoppeld aan de selectie van het 3D-printproces, 3D-printer en de eisen van het model. Net als bij andere toepassingen hebben verschillende anatomische structuren verschillende mechanische eigenschappen van de materialen nodig om aan de vereiste prestaties van het geprinte object te voldoen.* De verschillende materialen kennen allemaal een andere stijfheid, zachtheid, oppervlakte gladheid en duurzaamheid. Deze eigenschappen zijn essentieel voor de functionaliteit van het te vervaardigen product, dus ook in het geval van een orthopedisch hulpmiddel. 3D-printen is een revolutionaire technologie die zich snel ontwikkelt en een breed scala aan potentiële toepassingen in de orthopedie heeft. Hierdoor ontstaan nieuwe mogelijkheden voor een nauwkeurige en gepersonaliseerde behandeling. Onderzoek naar de toepassing van 3D-printtechnologie in de orthopedie spitst zich voornamelijk toe op de volgende onderwerpen: De productie van gepersonaliseerde (revalidatie)braces voor orthopedische behandelingen; het voorbereiden van 1:1 modellen, die handig zijn voor het ontwerpen van chirurgische schema's, het uitvoeren van preoperatieve chirurgische oefeningen en het verbeteren van de communicatie tussen chirurg en patiënt; het vervaardigen van gepersonaliseerde chirurgische handleidingen, waardoor operatietijd wordt bespaard en straling wordt verminderd, veroorzaakt door herhaalde intraoperatieve fluoroscopie; het vervaardigen van nieuwe soorten weefsels en organen die kunnen worden samengesteld door cellen en materialen. In deze uitgave richten we ons op de toepassing binnen de vervaardiging van (orthopedische) hulpmiddelen. Door het belang van de juiste keuze tussen materiaal en 3D-printproces volgt in dit hoofdstuk een korte presentatie van de basis-technologieën. The 3D-PRINTING HANDBOOK Als u een professional bent die zich verder wil bekwamen in de achtergrond en theorie van het 3D-printen, dan adviseren wij dit handboek. Hierin worden op leesbare manier de inzichten in het mechanisme achter alle grote 3D-printtechnologieën toegelicht, inclusief de voordelen en beperkingen van elke technologie. Ook helpt dit handboek bij de besluitvorming rondom technologieselectie en worden bruikbare ontwerpadviezen en –richtlijnen gegeven voor de professional die zelf aan de slag wil. Hieronder lichten wij enkele hoofdstukken uit dit boek toe die van belang zijn voor 3D-printen in de orthopedie.  De ISO/ASTM 52900 norm categoriseert alle verschillende soorten 3D-printen onder één van deze zeven groepen: ISO / ASTM 52900: 2015 bepaalt en definieert termen die worden gebruikt in Additive Manufacturing (AM) -technologie, die het principe van additieve vormgeving toepast en daardoor fysieke 3D-geometrieën opbouwt door opeenvolgende toevoeging van materiaal. De termen zijn ingedeeld in specifieke toepassingsgebieden. Material Extrusion (FDM): Materiaal wordt selectief gedeponeerd via een sproeistuk of opening Vat Polymerization (SLA & DLP): Vloeibaar fotopolymeer in een vat wordt selectief gedroogd met uv-licht Powder Bed Fusion (SLS, DMLS & SLM): Poederdeeltjes worden selectief door een krachtige energiebron versmolten Material Jetting (MJ): Druppels materiaal worden selectief gedeponeerd en gedroogd Binder Jetting (BJ): Met een vloeibaar bindmiddel worden selectief regionen van een poederbed aan elkaar gebonden Direct Energy Deposition (LENS, LBMD): Een krachtige energiebron versmelt materiaal terwijl het wordt gedeponeerd. Sheet Lamination (LOM, UAM): Platen materiaal worden laag-voor-laag gebonden en gevormd Material Extrusion (FDM): Materiaal wordt selectief gedeponeerd via een sproeistuk of opening Bij FDM wordt een spoel of filament in de printer geladen en vervolgens naar de extrusiekop gevoerd, die voorzien is van een verhit sproeistuk. Als het sproeistuk de gewenste temperatuur eenmaal bereikt, drukt een motor het filament erdoorheen, waardoor het smelt. De printer beweegt de extrusiekop en deponeert zo het gesmolten materiaal op exacte locaties, waar het afkoelt en stolt (als een heel nauwkeurig lijmpistool). Als er een laag af is, verplaatst het bouwplatform omlaag waarna dit proces zich herhaalt tot het onderdeel klaar is. Na het printen is het onderdeel normaliter gereed voor gebruik, maar er kan enige nabewerking nodig zijn, zoals het verwijderen van de steunconstructies of oppervlakte-afvlakking. FDM is de meest kosteneffectieve manier om op maat gemaakte thermoplastische onderdelen en prototypes te produceren. Ook heeft het, vanwege het grote aanbod van de technologie, de kortste levertijden - vanaf leveringen op de volgende dag. Voor FDM is een breed assortiment thermoplastische materialen beschikbaar, geschikt voor zowel prototyping als bepaalde functionele toepassingen. In termen van beperkingen heeft FDM de laagste dimensionale nauwkeurigheid en resolutie, in vergelijking tot andere 3D-printtechnologieën. Bij FDM-onderdelen zullen de laaglijnen waarschijnlijk zichtbaar zijn, dus vaak moet nabewerking worden toegepast om een gladde oppervlakteafwerking te realiseren. Bovendien maakt het mechanisme voor laagbinding dat FDM-onderdelen van nature anisotroop zijn. Dit betekent dat ze in een richting zwakker zullen zijn en over het algemeen niet geschikt zijn voor kritieke toepassingen. Vat Polymerization (SLA & DLP): Vloeibaar fotopolymeer in een vat wordt selectief gedroogd met uv-licht SLA en DLP zijn vergelijkbare processen die beide gebruik maken van een uv-lichtbron om, in een vat, vloeibare hars laag voor laag te drogen (stollen). SLA maakt gebruik van een eenpuntslaser (single-point laser) om de hars te drogen, terwijl DLP gebruikmaakt van een digitale lichtprojector om een enkele laag in één keer in zijn geheel te flitsen. Na het printen moet het onderdeel worden gereinigd van de hars en aan een uv-bron worden blootgesteld om de sterkte te verbeteren. Vervolgens worden de ondersteuningsconstructies verwijderd en, als een hoogwaardige oppervlakte afwerking vereist is, verdere nabewerkingsstappen uitgevoerd. Om de vrijheid in 3D-printen verder te kunnen vergroten, is behoefte aan een grotere variatie aan materialen, meer kleuren in materialen en het gebruik van meerdere soorten materialen in een enkel product. Daar horen onderstaande uitdagingen bij. SLA/DLP kan onderdelen met zeer hoge dimensionale nauwkeurigheid, hele fijne details en een zeer gladde oppervlakte afwerking produceren, ideaal voor visuele prototypes. Ook is er een groot assortiment aan specialistische materialen, zoals transparante, flexibele, gietbare en biocompatibele harsen, of materialen die speciaal zijn aangepast voor specifieke industriële toepassingen, beschikbaar. Over het algemeen zijn SLA-/DLP-onderdelen brozer dan FDM-onderdelen, ze zijn dus niet heel geschikt voor functionele prototypes. Ook moeten SLA-onderdelen niet in de buitenlucht worden gebruikt, omdat hun mechanische eigenschappen en kleur verminderen als ze worden blootgesteld aan de uv straling in zonlicht. Ondersteuningsconstructies zijn altijd vereist bij SLA/DLP, waardoor extra nabewerking nodig kan zijn om kleine oneffenheden te verwijderen van de oppervlakten waaraan de ondersteuningen hebben gezeten. Hiermee zijn FDM en SLA minder geschikt voor orthopedische hulpmiddelen. Powder Bed Fusion (SLS, DMLS & SLM): Poederdeeltjes worden selectief door een krachtige energiebron versmolten Het SLS-proces begint met het verhitten van een bak polymeerpoeder tot een temperatuur net onder het smeltpunt van het materiaal. Een ‘recoating blade’ of roller brengt vervolgens een heel dun laagje poeder - normaliter 0,1 mm dik - aan op het bouwplatform. Een CO2-laser scant het oppervlak van het poederbed en sintert de deeltjes selectief aan elkaar. Als de hele doorsnede is gescand, verplaatst het bouwplatform een laag naar beneden en wordt het proces herhaald. Het resultaat is een bak gevuld met onderdelen omgeven door niet-gesinterd poeder. Na het printen moet de bak afkoelen voordat de onderdelen uit het niet-gesinterde poeder worden verwijderd en schoongemaakt. Er kunnen dan enige nabewerkingsstappen worden toegepast om het visuele uiterlijk te verbeteren, zoals polijsten of kleuren. SLS-onderdelen hebben zeer goede, bijna isotrope mechanische eigenschappen, dus ze zijn ideaal voor functionele onderdelen en prototypes. Omdat er geen ondersteuningsconstructies vereist zijn (het niet-gesinterde poeder fungeert als ondersteuning), kunnen ontwerpen met zeer complexe geometrieën eenvoudig worden geproduceerd. SLS is ook uitstekend geschikt voor de productie van kleine tot middelgrote aantallen (tot 100 stuks), omdat de bak voor zijn volledige volume kan worden gevuld en meerdere onderdelen in een enkele productiecyclus kunnen worden geprint. SLS-printers zijn doorgaans hoogwaardige industriële systemen. Dit beperkt de beschikbaarheid van de technologie en verhoogt de kosten en levertijden (vergeleken met FDM of SLA, bijvoorbeeld). SLS-onderdelen hebben van nature een korrelig oppervlak en een zekere interne porositeit. Als een glad oppervlak en/of waterdichtheid vereist is, zullen aanvullende nabewerkingsstappen nodig zijn. Let er op dat grote vlakke oppervlakken en kleine gaatjes speciale aandacht vereisen, omdat deze gevoelig zijn voor thermische vervorming en oversinteren. Material Jetting (MJ): Druppels materiaal worden selectief gedeponeerd en gedroogd Het Material Jetting-proces is vergelijkbaar met dat van een standaard inkjet-printer. Echter, in plaats van een enkel laagje inkt op een vel papier, worden meerdere lagen materiaal op elkaar gedeponeerd om een solide onderdeel te creëren. Meerdere printkoppen brengen honderden kleine druppeltjes fotopolymeer aan op het bouwplatform, waar ze worden gestold (gedroogd) door de uv-lichtbron. Als er een laag af is, verplaatst het bouwplatform een laagje naar beneden, en wordt het proces herhaald. Ondersteuningsconstructies zijn bij Material Jetting altijd vereist. Een wateroplosbaar materiaal wordt tegelijk met het structurele materiaal geprint, en wordt gebruikt als ondersteuning die achteraf, tijdens de nabewerking, makkelijk kan worden opgelost. Material Jetting is de meest nauwkeurige 3D-printtechnologie (gevolgd door SLA/DLP). Het is een van de weinige 3D-printprocessen die capaciteit voor printen met meerdere materialen en in volle kleuren biedt. Material Jetting-onderdelen hebben een zeer glad oppervlak - vergelijkbaar met spuitgieten - en zeer hoge dimensionale nauwkeurigheid, waardoor ze ideaal zijn voor realistische prototypes en onderdelen die uitstekende visuele uitstraling moeten hebben. Material Jetting is één van de duurste 3D-printprocessen en die hoge kosten maakt het voor bepaalde toepassingen financieel niet rendabel. Bovendien zijn onderdelen die middels Material Jetting worden geproduceerd niet het meest geschikt voor functionele toepassingen. Net als SLA/DLP, worden thermoharders gebruikt in dit proces, de geproduceerde onderdelen zijn veelal dus aan de broze kant. Ook zijn ze lichtgevoelig en zullen hun eigenschappen met verloop van tijd verslechteren als ze worden blootgesteld aan zonlicht. 3D-printen is maar een kleine schakel in een grote keten De focus bij industriële 3D-print processen – zoals bijvoorbeeld SLS – ligt vaak op het printen zelf. Maar er komt meer bij kijken. Vaak worden eigenschappen als kleur, oppervlaktekwaliteit en sterkte verkregen door de geprinte onderdelen na te bewerken. Impregneren Onderdelen worden meestal in een wit materiaal geprint. Dat komt doordat er maar weinig materialen beschikbaar zijn die b.v. gecertificeerd zijn voor bio-compatibiliteit. Door deze onderdelen vervolgens te impregneren met een pigment, kunnen ze worden gekleurd. De keuze voor zo’n nabewerking hangt wel af van de producteisen. Sommige certificeringen kunnen namelijk vervallen als de verkeerde pigmenten worden toegepast. Glad, gladder, gladst 3D-printing kent een laagsgewijze opbouw en gebruikt vaak grondstoffen in poedervorm. Daarom hebben nabewerkingen in het print proces ook grote invloed op de oppervlaktekwaliteit. Standaard – vanuit de printer – is dat een enigszins mat en ruw oppervlak, vergelijkbaar met een Wilhelmina pepermuntje. Technieken als polijsten, shotpeenen en vapor polishing worden toegepast om onderdelen gladder te maken of zelfs chemisch af te sluiten en een hoogglans te bereiken. Zo worden op de Adapt-IT (pagina 91) verschillende nabewerkingen uitgevoerd. Na het 3D-printen wordt het in een pigment bad zwart geïmpregneerd. Dat geeft het witte onderdeel zijn zwarte kleur. Daarnaast is ook het oppervlak van belang. Om te zorgen dat het onderdeel glad wordt een glans krijgt, wordt het na het kleuren nog geshotpeened. Dat is een straalproces waar ronde parels het – anders enigszins ruwe – oppervlak dicht en glad slaan. Zo ontstaat een oppervlak dat er mooier uit ziet, beter bestand is tegen vocht en mechanisch sterker is. Slimme onderdelen door hoogwaardige materialen 3D-printen is over het algemeen mono-material. Dat wil zeggen dat in een 3D-geprint onderdeel, slechts één materiaal kan worden toegepast. Door de grote ontwerpvrijheid kun je in een onderdeel tóch variatie krijgen in materiaaleigenschappen. Nylon – sterk en flexibel De meest toegepaste kunststof binnen het industrieel 3D-printen is Nylon. Bij dunne wanden is het materiaal flexibel. Het wordt stugger als je de wanddikte vergroot. Door dit toe te passen kun je in hetzelfde onderdeel zowel dempende- als ondersteunende zones maken. Doordat Nylon zoveel wordt toegepast, is het ook beschikbaar met biocompabiliteit en skin-contact certificeringen. Onder andere de earprotector (pagina 113) en pols-handorthese (WAQ, pagina 101) worden in een Nylon geproduceerd. Digital foam Een recente ontwikkeling in het materiaal portfolio voor industrieel 3D-printen is TPU. Dat is een rubberachtig materiaal. Ideaal voor onderdelen die flexibel, elastisch en buigbaar moeten zijn. Zoals bijvoorbeeld de binnenkoker van de ADAPT-IT. Maar je kunt meer! Door mesh-structuren van verschillende groottes en dichtheden te maken, kun je met TPU een digitaal schuim maken. Het wordt onder andere toegepast in zolen en helmen. Daarmee ontstaat een product dat geoptimaliseerd is om de druk van een specifieke gebruiker op te vangen. Custom-made, maar dan zonder het handwerk. Zelf een printer aanschaffen of liever uitbesteden… 'Make or buy' beslissingen worden veelal ingegeven door het streven naar kostenbesparingen of de wens je op de kernactiviteiten (core competence) te richten. Door activiteiten uit te besteden kan de organisatie zich richten op die activiteiten die de organisatie onderscheid van andere organisaties. Daarmee draagt de make or buy beslissing direct bij aan het onderscheidend vermogen van onze organisatie. In de keuze tussen de aanschaf van een printer en het printen in eigen huis halen of het uitbesteden van het printproces aan een gespecialiseerde partner nemen wij steeds een drietal zaken in overweging; wat is onze kernactiviteit in het proces; wat is de afhankelijkheid van de leverancier en wat is de economische overweging. Conceptbepaling is de kernactiviteit van Livit Voor een make or buy beslissing is het vaststellen of een bepaalde activiteit een kernactiviteit (core compentence) is of niet. Het onderscheidende vermogen van Livit in het vervaardigen van een 3DP-uitvoering van een orthopedisch hulpmiddel zit niet specifiek bij het printen zelf, maar bij de conceptbepaling en het creëren van een CAD-model en eventuele nabewerking. Afhankelijkheid van leverancier; Met het toenemende belang van 3DP in ons proces overwegen wij continue de afhankelijkheid van onze leveranciers. Wij kiezen ervoor om met een selectieve groep 3D-print leveranciers (fabrieken) een langetermijnrelatie aan te gaan, waarin we de kwaliteitseisen en leverafspraken goed vastleggen. Ook zorgen we ervoor dat in deze afspraken ons eigendomsrecht gewaarborgd wordt. Het klinkt als een open deur, maar in succesvolle uitbestedingsrelaties is onze ervaring dat vertrouwen een belangrijke succesfactor is. Vertrouwen wordt door beide partijen gecreëerd door goede samenwerking en transparantie, zodat elkaars belangen worden begrepen en gerespecteerd. Dat voorkomt dat bij elke afwijking van de afspraken de uitbestedingsrelatie direct onder druk komt te staan. Een slechte uitbestedingsrelatie is aan de andere kant namelijk de belangrijkste factor waarom uitbestedingen mislukken. Kosten Uitbesteding De kosten van een uitbesteding worden vergeleken met de optie om de vervaardiging in huis uit te voeren. Op dit moment wordt voor een aantal producten de economische afweging gemaakt of het goedkoper is om de uitvoering zelf te doen in plaats van uit te besteden. Het blijft een lastige afweging met een technologie die nog veel ontwikkeling laat zien en zowel de aanschafkosten, materiaalkosten en operatie kosten nog per jaar grote verbeteringen laten zien. tot besluit Met dit hoofdstuk is een introductie gegeven van de verschillende productieprocessen en materialen die voor 3D-printen beschikbaar zijn. De huidige beschikbare materialen en processen genereren niet altijd de benodigde performance van het product, zoals de specifieke producteigenschappen, de oppervlaktegesteldheid, de nauwkeurigheden en bijvoorbeeld de sterkte en stijfheid van de constructie. Daarnaast is er het streven naar significant goedkopere materialen. De scope voor 3D-geprinte componenten en applicaties wordt bepaald door zowel de technologische uitvoerings- mogelijkheden als de economische haalbaarheid. Hierdoor ligt het toepassingsgebied voor 3D-printen vooral op de lagere aantallen in combinatie met hogere productcomplexiteit en een grote mix aan productvariëteit. De lagere aantallen worden met name bepaald door de economische afweging om vanaf een zeker aantal te reproduceren producten specifieke tools en mallen te ontwikkelen en te gebruiken in het productieproces. Complexe applicaties kunnen ook in hogere volumes uitstekend concurrerend worden gefabriceerd, in het bijzonder wanneer het ontwerp met conventionele processen niet realiseerbaar is. Laag productievolume Hoge productcomplexiteit Grote productvariatie Zeker op het gebied van hogere complexiteit is het zoeken naar de geschikte ontwerptools met het oog op de toenemende productvariatie. Juist in deze ontwerpfase zien wij de toegevoegde waarde van ons bedrijf, hier vertalen we het functionele probleem van de klant naar een concept. Voor de fabricage werken wij met een selectieve groep leveranciers om onze modellen uit te voeren. Bronnen: C. G. Helguero, V. M. Mustahsan, S. Parmar et al., “Biomechanical properties of 3D-printed bone scaffolds are improved by treatment by CRFP,” Journal of Orthopaedic Surgery and Reasearch, vol. 12, no. 1, p. 195, 2017. Anna Aimar, Augusto Palermo and Bernardo Innocenti, The Role of 3D Printing in Medical Applications: A State of the Art. Journal of Healthcare Engineering, Volume 2019, Article ID 5340616, 10 pages J. Garcia, Z. Yang, R. Mongrain, R. L. Leask, and K. Lachapelle, “3D printing materials and their use in medical education: a review of current technology and trends for the future,” BMJ Simulation and Technology Enhanced Learning, vol. 4, no. 1, pp. 27–40, 2017. Ben Redwood, Filemon Schoffer, Brian Garret, The 3D Printing Handbook – technologies, design and applications. 3DHubs, 2018 Pouyan Ahangar, Megan E Cooke, Michael H Weber and Derek H Rosenzweig, Current Biomedical Applications of 3D Printing and Additive Manufacturing, Department of Surgery, McGill University, Montreal, QC H3G 1A4, Canada https://www.3dhubs.com/nl/. ISO. ISO/ASTM-52900:2015 (ASTM F2792) Additive Manufacturing—General Principles—Terminology; ISO: Geneva, Switzerland, 2015. Auteurs: Bart de Kiefte (CTO), Neil van Es (Parts On Demand Industrial 3D-Printing), Pelle van Steen (COO) en Jan Willem van der Windt (CEO) Het uitgangspunt bij 3D-printen blijft de interactie tussen aan de ene kant materiaalsoorten en de specifieke materiaal eigenschappen en aan de andere kant de processen die daarbij gebruikt worden. Materialen voor 3D-printen worden tijdens de productie getransformeerd en veranderen daardoor van consistentie. Deze transformatie kan op drie manieren tot stand komen: het smelten van een hard filament om vervolgens het model de gewenste vorm te geven, vloeibare stolling met opbouw van de structuur laag voor laag en als derde de poederstolling. Al deze processen vereisen vul- of ondersteuningsmaterialen om vervorming van het model tijdens het uitharden te vermijden.* 6 veiligheidseisen van 3d-geprinte medische hulpmiddelen Processtappen bij de productie van een 3D-geprint product 6 - MATERIALEN Proces, Materialen en Technieken schematisch weergegeven Figuur 6.1: materialen en technieke schematisch weergegeven, bron: Berenschot, bron figuren: Current Biomedical Applications of 3D Printing and AM, McGill University, Montreal 6 - MATERIALEN centrifuge om schoon te maken SLS printingproces 6 - MATERIALEN verwijderen 3D-printmodel uit printbox print proces weergegeven bij parts on demand 3D-printstraat met EOS SLS printers bij onze partner 'Parts on demand' 6 - MATERIALEN 3D-poeder wordt in productiebox in de SLS printer geplaatst 6 - MATERIALEN SLS is een printtechniek waarbij objecten laag voor laag worden opgebouwd door het versmelten van poeder met behulp van een laser. Tijdens het proces wordt steeds een laagje poeder op een ander laagje poeder gelegd. Bij elke laag wordt de poeder plaatselijk gesmolten (gesinterd) door de laser. Hierdoor wordt de poeder verhard en ontstaat uiteindelijk een volledig object in 3D. Na het proces en het afkoelen van het gehele poederblok, wordt het product uit het bouwvolume gehaald en het overtollige poeder weggehaald. 3D-printen is daarmee overigens een duurzame techniek. De afvalstoffen worden tot een minimum beperkt en het materiaal wordt hergebruikt 6 - MATERIALEN het product wordt uit het bouwvolume gehaald en het overtollige poeder weggehaald. SLS is een printtechniek waarbij objecten laag voor laag worden opgebouwd door het versmelten van poeder met behulp van een laser. voorbeeld van gekleurd 3D product met 'dyeing' proces. Bij het shotpeenen worden kogeltjes onder een hoek van negentig graden op een oppervlakte geschoten middels een straalmachine. Het oppervlak wordt gehamerd en dus harder, dichter en gladder gemaakt. Dyeing is het proces om een 3D-geprint product te kleuren, waarbij hetzelfde eindresultaat wordt bereikt als gekleurd plastic; dit proces wordt ‘dyeing’ genoemd. In tegenstelling tot verven, waarbij een oppervlaktecoating op het onderdeel wordt aangebracht, kleurt ‘dyeing’ het plastic diep, waarbij alle oppervlakken worden bereik. Dit resulteert in een zeer uniforme afwerking. Van een volledig wit onderdeel wordt een volledig afgewerkt gekleurd product gemaakt. voorbeelden van oppervlakte- behandelingen 6 - MATERIALEN voorbeeld van shotpeenen 6 - MATERIALEN 6 - MATERIALEN het product wordt uit het bouwvolume gehaald en het overtollige poeder weggehaald. SLS is een printtechniek waarbij objecten laag voor laag worden opgebouwd door het versmelten van poeder met behulp van een laser. 6 - MATERIALEN Wet- en regelgeving Medische hulpmiddelen vallen, afhankelijk van de beoogde toepassing en de complexiteit van het hulpmiddel, onder diverse biocompatibiliteitsverordeningen. De hulpmiddelen moeten zodanig ontworpen en vervaardigd zijn dat het gebruik ervan geen gevaar oplevert voor de klinische toestand of de veiligheid van de patiënt. Met dien verstande dat eventuele risico’s die aan het beoogde gebruik ervan kunnen zijn verbonden, aanvaardbare risico’s zijn ten opzichte van het nut van het hulpmiddel voor de patiënt. Daarnaast moet een hoog niveau van bescherming van de gezondheid en de veiligheid van de patiënt gewaarborgd zijn. Onder deze verordening vallen ook de risico’s van foutief gebruik van het hulpmiddel als gevolg van de ergonomische eigenschappen en de omgeving waarin het hulpmiddel dient te worden gebruikt. Ten aanzien van chemische, fysische en biologische eigenschappen moeten de hulpmiddelen zodanig ontworpen en vervaardigd zijn dat de kenmerken en prestaties gewaarborgd zijn. Bijzondere aandacht dient daarbij uit te gaan naar: De keuze van de gebruikte materialen, met name waar het de toxiciteit en eventuele ontvlambaarheid betreft. De onderlinge compatibiliteit van de gebruikte materialen en de biologische weefsels - de cellen en het lichaamsvocht - gelet op de bestemming van het hulpmiddel. In voorkomend geval, de resultaten van eerder gevalideerd onderzoek op basis van biofysische modellering. Het tot een minimum beperken van het gevaar van de stoffen die het hulpmiddel afgeeft. In het bijzonder bij stoffen die kankerverwekkend, mutageen of giftig zijn. RIVM - risico's van 3DP technieken, materialen en producten Hoe gezond is 3D-printen? En welke invloed kan 3D-printen op de volksgezondheid in bredere zin hebben? Die vragen heeft het RIVM (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu) zich gesteld in haar rapport de Volksgezondheid Toekomst Verkenning 2018 (VTV 2018). Hierin is een heel hoofdstuk aan 3D-printen gewijd. Het RIVM erkent de positieve effecten die de technologie op de volksgezondheid kan hebben, maar stelt ook enkele kritische kanttekeningen. ‘3D-printing kan een grote impact hebben op de kwaliteit van leven, vooral wanneer het wordt gebruikt om voor de patiënt specifieke implantaten en medische hulpmiddelen te maken. Door 3D-printing zal het assortiment aan medische hulpmiddelen toenemen en sluit het beter aan op vragen en behoeften van patiënten’, luidt een van de positieve conclusies die de beleidsmakers van het RIVM in hun rapport trekken. Verder benoemt het RIVM in het rapport ook voordelen, zoals minder CO2 uitstoot door decentrale productie, minder verspilling van grondstoffen en de ontwikkeling van bijvoorbeeld bioprinten. In het rapport staan echter ook enkele kritische kanttekeningen. Zo waarschuwde het RIVM enkele jaren geleden al voor de gevaren van het 3D-printen thuis. Ook al heeft die ontwikkeling niet doorgezet, toch haalt het RIVM dit onderwerp nu opnieuw aan. Bij het smelten van grondstoffen in 3D-printers kunnen namelijk gevaarlijke stoffen vrijkomen. De belangrijkste waarschuwing in het rapport is dan ook dat bij het opstellen van de huidige regelgeving nog geen rekening is gehouden met het op grote schaal decentraal toepassen van 3D-printen. ‘Door decentralisatie van de productie kan de overheid burgers minder goed beschermen tegen onveilige situaties en inferieure producten’, zo staat in het rapport te lezen. Zowel het product als het proces kunnen decentraal minder goed gecontroleerd worden. Het RIVM heeft in opdracht van de Nederlandse Voedsel en Warenautoriteit (NVWA) onderzocht of er voor consumenten risico's kleven aan het gebruik van 3D-printers en de bijbehorende producten. Dat blijkt inderdaad het geval te zijn, alleen is de omvang van het risico op basis van de beschikbare gegevens niet precies te duiden. Het risico is sterk afhankelijk van de mate waarin consumenten aan het materiaal of aan vrijgekomen stoffen worden blootgesteld.  Bij 3D-printen worden in veel gevallen plastic draden omgesmolten en in laagjes tot het gewenste product gevormd. Consumenten kunnen aan giftige chemische stoffen worden blootgesteld bij het gebruik van de geprinte producten. Dit kan voorkomen via contact met de huid, zoals bij het dragen van sieraden en de mond, bijvoorbeeld bij kinderspeelgoed of drinkbekers. Biocompatibele kunststoffen De medische hulpmiddelen waarbij gebruik wordt gemaakt van kunststoffen bieden een hoge mate van inertie (stof die niet of nauwelijks reageert met andere chemische stoffen) gerelateerd aan het biologische systeem. Inerte kunststoffen zijn polymeren, die aan bepaalde chemische processen niet deelnemen. Kunststoffen met een chemisch of biologisch inert gedrag zijn bijzonder geschikt voor functionele onderdelen in de medische technologie waarbij biocompatibiliteit vereist is. Dit kan worden bewezen door geschikte biocompatibiliteitstesten en aanvullende informatie over gebruikte grondstoffen. Halffabricaten, zoals polymeren voor 3D-printen zijn per definitie geen medische of farmaceutische producten, maar voorproducten die voor de productie ervan worden gebruikt. Aangezien er (nog) geen gestandaardiseerde eis bestaat om de biologische geschiktheid van halffabricaten en de biocompatibiliteit van polymeren te beoordelen, heeft Livit haar eigen keuze gemaakt uit het brede spectrum van verschillende biocompatibiliteitstesten dat opgenomen is in ISO 10993 en USP. Livit werkt alleen met grondstoffen die zijn gecertificeerd voor biocompatibiliteit. Deze certificaten verkorten het tijdrovende proces voor het verzamelen van gegevens in de waardeketen van klanten. Wij gebruiken daarvoor de testresultaten over biocompatibiliteit op halffabricaten van kunststoffen en grondstoffen van onze leveranciers. Het gebruik van een biocompatibel medisch hulpmiddel van Livit biedt daarom de zekerheid dat het juiste materiaal is gekozen. Onze zorgvuldig geselecteerde leveranciers voeren een breed scala aan laboratoriumtesten uit om de veiligheid en kwaliteit van medische hulpmiddelen te waarborgen in overeenstemming met de toepasselijke, geharmoniseerde normen. De medische materialen van Livit (zoals halffabricaat-kunststoffen) zijn bestemd voor gebruik in medische producten geschikt voor een contactperiode van 24 uur (per dag) met huid en weefsel. Deze materialen ondergaan volgende gecombineerde tests op biocompatibiliteit: Cytotoxiciteit/groeiremming (ISO 10993-5) Hemolyse (ISO 10993-4) Chemische analyse/"vingerafdrukken" (ISO 10993-18) Biologisch-toxicologische evaluatie (ISO 10993-1) Hiermee volgen wij de aanbevelingen op van ISO 10993-1 met betrekking tot stap voor stap biologische kwalificatie. Door middel van in-vitrotests op cytotoxiciteit (ISO 10993-5) en hemolyse (ISO 10993-4) worden vervolgens stappen genomen om ervoor te zorgen dat de producten voldoende inerte eigenschappen tonen in geval van contact met bloed en weefsel en dat zij een bepaald toxicologisch profiel hebben. In dit proces vormt de cytotoxiciteits-/groeiremmingstest, die wordt beschouwd als de standaardtest en fundamenteel biologische test voor alle medische producten, de basis voor de toxicologische evaluatie van het materiaal. Nieuwe EU communicatie De Europese Commissie heeft een document online gezet waarin enkele prangende vragen worden beantwoord over regelgeving waaraan 3D-geprinte producten voor medische toepassingen moeten voldoen. Hiermee reageert men op het groeiend aantal initiatieven om 3D- printen te gebruiken om supply chain problemen in medische aanvoerketens op te lossen. Zo min mogelijk belemmeringen De bestaande Europese regelgeving voor medische systemen en componenten is nog niet volledig aangepast voor 3D-printen. Vanuit verschillende hoeken was behoefte aan helderheid over de medische richtlijn en de compliance richtlijnen voor Health & Safety. Toen door de uitbraak van het Covid-19 virus in maart 2020 de nood aan specifieke onderdelen zo hoog werd en de bestaande supply chains verstoord werden, mocht het hier niet op stranden als bestaande kaders als basis gebruikt kunnen worden. De Europese Commissie heeft in een document (Conformity assessment procedures for 3D printing and 3D printed products to be used in a medical context for COVID-19) extra duiding gegeven. Voor de compliance van de 3D-printers wordt verwezen naar de Machinerichtlijn 2006/42/EC. In principe moeten de fabrikanten zorgen dat hun 3D-printers hieraan voldoen. Medisch hulpmiddel, onderdeel of accessoire? De EU zegt verder dat 3D-geprinte onderdelen in principe gebruikt mogen worden om medische apparaten te bouwen die moeten voldoen aan de Medical Device richtlijn 93/42/EEC2. Afhankelijk van het gebruik, kunnen onderdelen aangemerkt worden als medisch hulpmiddel of als accessoire. Met name onderdelen die bedoeld zijn als medisch hulpmiddel, worden op zichzelf ook als een medische hulpmiddel beschouwd. Zij moeten dus voldoen aan de richtlijn hiervoor. Conformiteitsverklaring soms voldoende In het vrijgegeven document wordt het voorbeeld gegeven van een 3D- geprinte klep voor een beademingssysteem. Deze zou aangemerkt kunnen worden als medical decive, accessoire of als onderdeel. In dat geval moet de producent, degene die het onderdeel 3D-print, het productieproces valideren volgens ISO 13485:2016. In het document wordt een overzicht gegeven van recent geharmoniseerde standaarden die relevant zijn voor onderdelen, zoals ventilatoren. Producten die een laag risico hebben, de Class 1 producten, mag men op de markt brengen met alleen een conformiteitsverklaring. Verificatie en validatie van het ontwerp – passie voor perfectie Elk medisch hulpmiddel dat op de markt gebracht wordt, moet voldoen aan de Medische Hulpmiddelen Richtlijn. In alle gevallen, ook bij klasse I producten, zoals orthopedische hulpmiddelen, dient aangetoond te zijn dat het product veilig is en de essentiële werkzaamheid gegarandeerd is. Hiertoe zal het product ontworpen en getest worden conform de eisen van de MDR (Medical Devices Regulation). Om zeker te zijn dat het uiteindelijke ontwerp goed is, moet het geverifieerd en gevalideerd worden. Verificatie dient om vast te stellen dat het uiteindelijke ontwerp inderdaad voldoet aan de gestelde eisen, terwijl validatie breder is en dient om vast te stellen dat het ontwerp voldoet aan de behoeften van de gebruiker en aan het beoogde doel. Ter bevordering van de objectiviteit wordt de validatie uitgevoerd met peerreview van een collega die niet direct bij de ontwerpfase betrokken is geweest. De validatie gaat over alle soorten van interactie tussen product en gebruiker, dus bijvoorbeeld ook onderhoud en reiniging. Validatie wordt tevens uitgevoerd door testen met betrekking tot de gebruiksvriendelijkheid. Hierbij wordt een aantal gebruikers voor een pilot uitgenodigd om het product te testen in een gesimuleerde omgeving (wat nabootsing van worst-case scenario's mogelijk maakt) of in de werkelijke omgeving. Deze gebruikers beoordelen dan relevante aspecten van het product, zoals gemak van gebruik, functionaliteit, tevredenheid met het product, duidelijkheid van de instructies enzovoorts. Livit voert het proces van 'usability engineering' (gebruiksvriendelijkheid) van begin af aan nauwgezet uit en documenteert dit zorgvuldig. Dit is voor ons de enige juiste manier van werken. Immer, benodigde aanpassingen in het ontwerp die pas ontdekt worden als de productiefase van start gaat, kosten veel meer tijd en geld om op te lossen dan wanneer dat in een vroeger stadium gedaan wordt. Het opzetten en uitvoeren van gedegen 'usability engineering' zorgt er dus voor dat de kans dat er tijdens de laatste validatie vlak voor productie nog fouten naar voren komen, worden geminimaliseerd. Hierdoor kunnen fouten in het algemeen aanzienlijk worden verminderd. Innoveren betekent ook vallen en opstaan. Vele van de producten die we de voorbije jaren hebben geïntroduceerd hadden geen voorganger, laat staan een markt. Daarom hebben we naast een uitgebreide groep testers, een set eigen testprotocollen ontwikkeld om het innovatieproces te versnellen. De producten worden digitaal getest op sterkte door middel van krachtberekeningen. Zodra het digitale model aan alle testen heeft voldaan, zal er altijd een prototype gemaakt worden. Het prototype zal aan alle werkelijke krachttesten onderworpen worden en helpen in het bepalen van breekpunten. Pas wanneer dit prototype aan alle eisen voldoet, zal het definitieve product gemaakt worden. Dit alles om te zorgen dat veiligheid en mobiliteit altijd voorop staan. Conclusie Voor de kwaliteitseisen van 3D- printen houden wij ons aan de ISO certificering en FDA goedkeuring en gebruiken wij alleen goedgekeurde materialen van klasse 1 (huid contact) t/m 6 (implantaten). Dit omdat 3D-printen mogelijkheden biedt, maar ook gevaar voor onze klanten kan opleveren. Wij beperken ons dan ook uitsluitend tot het gebruik van biocompatible materialen in onze unieke orthopedische maatwerkoplossingen. Bronnen: EU Commission, Conformity assessment procedures for 3D printing and 3D printed products to be used in a medical context for COVID-19, https://ec.europa.eu EU Commission, Guidance regarding conformity assessment procedure for protective equipment,https:/ /eur-lex.europa. eu/legal-content https://www.vtv2018.nl/ themaverkenningen Olthof ED, Hendriks HS, van de Ven BM, Schuur AG, Pennings JLA. Risico's van 3D-printen in een consumenten omgeving. Technieken, materialen en producten. RIVM rapport 2016-008 Bilthoven: Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM); 2016.http://rivm.openrepository.com /rivm/handle/10029/620757 Prima MD, Coburn J, Hwang D, Kelly J, Khairuzzaman A, Ricles L. Additively manufactured medical products – the FDA perspective. 3D Printing inMedicine. 2016 Auteurs: Bart de Kiefte (CTO), Wouter Akkerman (CPO), Pelle van Steen (COO), Louis Schouwstra (CPO), Jan van de Werken (COO), Tim Dries (PM) en Jan Willem van der Windt (CEO) veiligheidseisen van 3d-geprinte medische hulpmiddelen 3D-Printen en veiligheid krijgt extra versnelling door covid-19 De veiligheidseisen van het 3D-printen van medische hulpmiddelen heeft als gevolg van de uitbraak van COVID-19 extra aandacht gevraagd en gekregen. Zo kwam er plots veel vraag naar levensreddende beademingsapparatuur, waarvoor sinds de uitbraak van het virus verschillende 3D-geprinte onderdelen worden aangeboden. Het was toen echter niet altijd even duidelijk welke eisen er aan het 3D-printen van dergelijke onderdelen gesteld worden. De Europese Commissie heeft daarom eind maart 2020 richtlijnen gepubliceerd voor productie van essentiële medische uitrusting en materialen. Het 3D-printen van medische hulpmiddelen is daar onderdeel van. 7 6 - MATERIALEN 7 - 3DP EN VEILIGHEID 7 - 3DP EN VEILIGHEID nieuwe randvoorwaarden en parameters creëren nieuwe mogelijkheden voor proces en product Het lijkt wel of iedereen met het 3D-printvirus besmet raakt. De digitalisering van maatschappij en technologie maakt een uitgebreid en complex speelveld van ‘industrieel printen’ mogelijk. Nieuwe applicaties vergen veel experimenten, creativiteit, materiaal-, proces- en equipmentkennis en doorzettingsvermogen om tot zowel functionele als economische oplossingen te komen. Het toepassen van scanning en 3D printing levert een uitbreiding aan mogelijkheden op binnen de range van de orthopedisch hulpmiddelen. Het creatief denken over mogelijke toepassingen krijgt een enorme impuls, met als resultaat het vergroten van zowel mobiliteit als comfort en behandelmethoden voor patiënten die voorheen niet of onvoldoende geholpen konden worden. Ideeën die voorheen onuitvoerbaar waren, blijken nu wel degelijk toepasbaar en nieuwe producten worden in rap tempo ontwikkeld. 7 - 3DP EN VEILIGHEID 7 - 3DP EN VEILIGHEID 7 - 3DP EN VEILIGHEID zorgprofessionals.livit.nl 7 - 3DP EN VEILIGHEID vijf grote voordelen van toepassing van 3D-printtechnologie bij de productie van orthopedische hulpmiddelen Kleine innovatie- experimenten, grote impact op de organisatie Productinnovatie is geen eenmalige actie die na drie keer met je ogen knipperen is geslaagd. Het is een continu proces dat een integraal onderdeel moet zijn van de gehele bedrijfsvoering. Een innovatiecultuur is daarbij een must. Zonder de juiste kaders en waarden binnen een organisatie, kunnen ideeën geen ruimte krijgen. Wij geloven in een drietal principes die daarbij essentieel zijn. 1 stop met business cases, start met kleine innovatie-experimenten Veel bedrijven zijn nog altijd georganiseerd vanuit het oogpunt van controle en efficiëntie. Managers willen de risico’s zo klein mogelijk houden en zijn geneigd om onzekerheid te mijden. Het liefst wordt ieder nieuw initiatief in een volledig uitgedachte business case gegoten. En als na vele maanden en euro’s targets niet gehaald zijn, is de conclusie vaak dat de resultaten achterblijven: 'business case book closed'. Maar waren de doelen niet gewoon te hoog gegrepen? Of de projectorganisatie te complex en tijdrovend geworden? Om het hoofd bieden aan een continu veranderende omgeving zijn wij ervan overtuigd dat kleine innovatie- experimenten hét antwoord zijn. Het gaat dan om het inzetten van een innovatieproces om ideeën snel, met een klein budget en zonder grootse risico’s te testen en te valideren. 2 Dicteer niet, maar geef elkaar een strategische uitdaging Innoveren met behulp van kleine innovatie- experimenten is een ontdekkingsreis. Het is belangrijk om ruimte te creëren waarin het innovatieproces van experimenten kan plaatsvinden. Het is vaak lastig om uit het niets met nieuwe ideeën te komen. Formulering van heldere en concrete strategische uitgangspunten schept dan een kader waarbinnen innovatieve en creatieve oplossingen vrij bedacht kunnen worden. 3 Word verliefd op het probleem van de klant, niet op je eigen oplossing Bezig zijn met innovatie en nieuwe ideeën werkt erg stimulerend en enthousiasmerend. Het ontwikkelen van nieuwe ideeën en nieuwe concepten is leuk, inspirerend en maakt je trots op wat je bedacht hebben. De grootste valkuil, zo hebben wij ervaren, is verliefd te worden op de eigen oplossing. Alleen klanten kunnen beoordelen of de innovatie daadwerkelijk waarde toevoegt. Elk goed lijkend idee zal als een katalysator moeten dienen om de dialoog met de klant aan te gaan. Wij zoeken continu naar oplossingen voor de mobiliteitsuitdagingen die een klant in zijn dagelijks leven tegenkomt. Daar begint voor ons het experiment. DE VIJF VOORDELEN In de rest van dit hoofdstuk lichten de we de vijf voordelen van 3DP graag toe en geven in de kaders bij elk voordeel een praktijkvoorbeeld. Deze praktijkvoorbeelden ('use-cases') lichten we verderop in het boek nader toe. Vormvrijheid en maatwerk Een groot voordeel van 3D-printen is de vormvrijheid van het ontwerp. Er hoeft nauwelijks rekening te worden gehouden met maakbaarheidsbeperkingen vanuit tooling (bijvoorbeeld lossingen van matrijzen) of met bewerkingsbeperkingen (bijvoorbeeld interne kanalen maken met CNC). Hierdoor ontstaan nieuwe mogelijkheden om eigenschappen aan het eindproduct toe te voegen, zoals interne verstevigingsstructuren, bijvoorbeeld een scharnier aan een dynamische polsorthese. Ook is het mogelijk om productfuncties beter uit te voeren, zoals het benutten van porositeit en het verbeteren van elektrische geleiding. Voor een deel zijn deze mogelijkheden nog niet bekend. Onze ontwerpers zijn dan ook doorlopend bezig met het opnieuw bestuderen van de functionaliteit van productenen het maken van vernieuwde ontwerpen, met de specifieke randvoorwaarden die de 3D-printtechniek daaraan stelt. 3D-printen biedt de mogelijkheid om voorwerpen lichtgewicht te produceren door het toepassen van open structuren, zoals een honingraat. Daarnaast kunnen producten complexe designs bevatten, zodat onderdelen kunnen worden geïntegreerd tot één geheel (hoger stuklijstniveau) zonder de noodzaak van assemblageprocessen om een onderdeel als een hybride uit te voeren. Een mooi voorbeeld hiervan is de volume adaptieve koker ADAPT-IT, waarbij flexibele structuren zijn geïntegreerd in het design en waarbij geen assemblage nodig is. (zie kader) Ook zijn op eenvoudige wijze customized producten (zogenaamde 'one-offs') te printen die zowel ergonomisch, anatomisch als esthetisch gepersonaliseerd kunnen zijn. Zeer lage opstartkosten Bij formatieve productie, zoals spuitgieten en andere vormen van (metaal)gieten moet voor elk onderdeel een eigen matrijs worden gemaakt. Deze op maat gemaakte gereedschappen zijn duur (van duizenden tot honderdduizenden Euro's per stuk). Om deze investeringen terug te verdienen, moeten duizenden identieke onderdelen geproduceerd én verkocht worden. Aangezien 3D-printen geen speciale tooling vereist, zijn er feitelijk geen opstartkosten. De kosten van een 3D-geprint onderdeel hangen volledig af van het gebruikte materiaal, de tijd die het de machine kost om te printen en de nabewerking die - mogelijk - vereist is om tot de gewenste afwerking te komen. Voorbeelden zijn: L-Meet, een multifunctioneel meetgereedschap voor de orthopedisch adviseur en de 3DP zilverorthesen aanmeetringenset (zie kader) Voordelige prototyping met zeer snelle levertijd Momenteel is prototyping een van de voornaamste functies van 3D-printen, zowel voor vorm als functie. Dit gebeurt tegen een fractie van de kosten van andere processen en met een snelheid waar geen andere productietechnologie mee kan concurreren. Onderdelen die met een 3D-printer worden geprint zijn meestal binnen een dag klaar en bestellingen bij een professionele service met grote industriële machines zijn in twee tot vijf dagen gereed voor levering. De snelheid van prototyping versnelt de ontwerpcyclus (ontwerpen, testen, verbeteren, herontwerpen) aanzienlijk. Producten die voorheen meer dan acht maanden nodig zouden hebben om te worden ontwikkeld kunnen nu in slechts acht tot tien weken gereed zijn. Voorbeeld van prototyping is ons in eigen huis ontwikkelde robot fixatie- systeem Duurzaamheid Wat betreft duurzaamheid biedt het aanbrengen van materiaal voordelen ten opzichte van het weghalen van materiaal (verspanen). Er is minder afvalmateriaal dan bij veel verspanende processen, zoals bij het conventionelere frezen, draaien en slijpen. Ook is er minder energie nodig bij het opbouwen van bijvoorbeeld 10% materiaal dan bij het weghalen van 90% van het materiaal om de uiteindelijke 10% over te houden. Bovendien zijn koelmiddelen en andere hulpstoffen minder vaak of soms helemaal niet nodig. Binnen de orthopedie past Livit dit toe met de productie van 3D-geprinte steunzolen in plaats van de nu nog huidige standaard in de markt van freeszolen (CNC-systeem). Voorbeeld: 3DP steunzolen, bij het 3D- printen ontstaat er geen afvalproduct (tot 90% minder), zoals bij het gangbare freesproces en dat maakt deze techniek zeer milieuvriendelijk en past hierdoor in het maatschappelijk verantwoord ondernemen (MVO) gedachtegoed waar Livit voor staat. Ruime keuze van specialistische materialen De meest gangbare 3D-printmaterialen zijn momenteel kunststoffen. 3D-printen met metaal krijgt door een toenemend aantal industriële toepassingen ook steeds meer voet aan de grond. Het 3D-printpalet omvat daarnaast specialistische materialen met eigenschappen die zijn toegespitst op specifieke toepassingen. 3D-geprinte onderdelen kunnen vandaag de dag weerstand bieden tegen hitte, hoge sterkte of rigiditeit hebben en kunnen zelfs biocompatibel zijn. Composieten zijn ook niet ongebruikelijk bij 3D-printen. De materialen kunnen worden gevuld met metaal-, keramiek-, hout- of koolstofdeeltjes, of versterkt worden met koolstofvezels. Hierdoor ontstaan onderdelen met unieke eigenschappen die geschikt zijn voor specifieke toepassingen. Acceptatie bespoedigen Belangrijke ontwikkelingen die acceptatie van de technologie in de medische wereld naar verwachting bespoedigen: Verbetering van het oppervlak van geprint product, liefst naad- en structuurvrij; zeker voor de orthopedische hulpmiddelenmarkt met direct huidcontact is dit een belangrijke ontwikkeling om drukplekken en irritatie te voorkomen. Dit kan bereikt worden met betere printtechnologie in combinatie met eenvoudige oppervlaktebehandelingen. Certificering van printprocessen en materialen als randvoorwaarde voor brede toepassing van 3DP in de medische hulpmiddelenmarkt. Ontwikkeling van biocompatibiliteit van materialen. (zie voor een toelichting over de laatste twee onderwerpen het hoofdstuk over 3DP en veiligheid). Nadelen aan 3DP Er zitten momenteel echter ook nog enkele nadelen aan 3D-printen. Voor grote series en hele grote onderdelen of producten is de technologie nog niet uitontwikkeld en dus niet geschikt. Voor grote series zal het naar verwachting voorlopig interessanter blijven een aparte tool (mal of matrijs) te maken om mee te produceren, tenzij de vorm alleen met additieve technologie gemaakt kan worden. De conventionele technieken hebben vaak ook als voordeel dat de gebruikte materialen en de machines nu nog goedkoper zijn dan die voor 3D-printen gebruikt worden. Ook ligt de productiesnelheid bij conventionele technieken vaak vele malen hoger en is er minder nabewerking noodzakelijk. Toch is de verwachting dat men in de toekomst ook voor grotere producten voldoende productiecapaciteit heeft. Er zijn al printers beschikbaar die designs van 3.000 x 2.000 x 2.000 millimeter kunnen printen in polymeer. Metaalprinters voor grotere producten zijn tevens in ontwikkeling. Een ander nadeel is dat 3D-printen technologisch voor enkele materialen nog onvolwassen is (kunststof is voor prototypingdoeleinden overigens wel al ver ontwikkeld). De verwachting is dat in de toekomst de performance (tijd, oppervlaktestructuur) verbetert en de kosten (materiaal, machines) dalen. Auteurs: Bart de Kiefte (CTO), Pelle van Steen (COO), Louis Schouwstra (COO), Wouter Akkerman (COO), Jan van de Werken (COO) en Jan Willem van der Windt (CEO) In een wereld waarin verandering de enige constante factor is, is het innovatief vermogen van een organisatie de sleutel tot succes. Wij zitten als het ware in 'een permanente verbouwing', terwijl het zorgproces succesvol door moet gaan. Het leren omgaan met verandering is pure noodzaak, daar ontwikkelingen amper bij te benen en te voorspellen zijn. Onze ervaring is dat onder deze omstandigheden een innovatiecultuur kan groeien door aan de slag te gaan met concrete experimenten. Innovatie- experimenten, hoe klein ook, hebben een grote impact op organisaties. Daarom willen we aan de hand van een aantal concrete 'use-cases' in de komende hoofdstukken de vijf voordelen laten zien van 3D-printen van orthopedische hulpmiddelen. Waarbij we in dit hoofdstuk eerst stilstaan bij onze innovatieprincipes die het uitgangspunt vormen voor onze 3DP activiteiten. 3DP 'use-cases' geïmplementeerd in de praktijk 8 3DP WAQ® de dynamische pols/handorthese met actieve strekking Geen maakbaarheids- of bewerkingsbeperkingen zoals bij de siliconen uitvoering. Daardoor ontstaan nieuwe mogelijkheden om eigenschappen van het eindproduct te verbeteren. voorbeelden van vormvrijheid en maatwerk ADAPT-IT® de volume adaptieve prothesekoker Met één klik wordt de drukverdeling van de 3DP koker aangepast aan de volume- wisselingen van de stomp gedurende de dag. 8 - VOORDELEN 3DP VOOR ORTHOPEDISCHE HULPMIDDELEN de vijf grote voordelen van 3DP voor toepassing in orthopedische hulpmiddelenzorg Figuur 8.1: de vijf grote voordelen van 3DP schematisch weergegeven 8 - VOORDELEN 3DP VOOR ORTHOPEDISCHE HULPMIDDELEN Robot fixatiesysteem 3DP prototyping voor robotica, Livit ontwikkelde een robot fixatiesysteem voor het behalen van nauwkeurigheid in freestechniek die medische hulpmiddelen vereisen. voorbeelden van duurzaamheid voorbeeld van prototyping 8 - VOORDELEN 3DP VOOR ORTHOPEDISCHE HULPMIDDELEN 3D-geprinte steunzool 30% reductie van afval gerealiseerd in het productieproces door inzet van 3D-geprinte steunzool. L-Meet® multifunctioneel meetgereedschap voor de orthopedisch adviseur Er zijn veel losse meetinstrumenten voor de orthopedie, met een beperkte nauwkeurigheid. 3DP brengt hier verandering in met de lancering van de L-Meet®, een 3D-geprint multifunctioneel meetgereedschap voor de orthopedisch adviseur. 3DP Zilverorthesen aanmeetringenset Aanmeetprotocol zilverorthesen met behulp van 3D geprinte aanmeetringset. Uitvoering in zilver zou tien keer zo duur zijn en veel zwaarder. voorbeelden van lage opstartkosten 8 - VOORDELEN 3DP VOOR ORTHOPEDISCHE HULPMIDDELEN 8 - VOORDELEN 3DP VOOR ORTHOPEDISCHE HULPMIDDELEN 8 - VOORDELEN 3DP VOOR ORTHOPEDISCHE HULPMIDDELEN nieuwe GENERATIE STEUNZOLEN is 3D-geprint NIEUWE GENERATIE STEUNZOLEN – 3D-PRINTEN IN DE SCHOENTECHNIEK voor beter maatwerk In de traditionele productieprocessen zijn voorgevormde zolen van verschillende materialen zoals kunststof, kurk en rubber de basis. Het overgrote deel van de steunzolen wordt geproduceerd met behulp van freesmachines die vooral bij podologen en podotherapeuten nog erg populair zijn. Hierbij freest de freesmachine het digitale ontwerp van de steunzool uit een kunststof blok. De hardheden van het blok, de hoogte van de elementen en ondersteuning bepalen de mate waarin de voet wordt gecorrigeerd. De opkomst van 3D-printen zorgt voor een nieuwe generatie steunzolen die maximaal aansluit op de persoonlijke situatie van de cliënt. De combinatie van digitale maatname en een nieuwe manier van produceren maakt nog beter maatwerk mogelijk. Er zijn echter meer voordelen. Aanmeten: de dynamische voetdrukmeting Het maatnemen van een 3D-geprinte steunzool gebeurt via een innovatieve techniek: de dynamische voetdrukmeting. Livit gebruikt hiervoor de dynamische voetdrukmetingmethode (Footscan©), die is ontwikkeld door RS Scan. Samen met RS werkt Livit aan het digitaliseren en verbeteren van traditionele werkwijzen en productieprocessen. Door deze dynamische drukmeting wordt informatie direct digitaal verwerkt. Van patiënten meten we zowel de druk onder de voeten bij het staan (statische meting) als bij het lopen (dynamische meting). De statische meting is een verbeterde versie van de traditionele blauwdruk. De grootste meerwaarde zit echter in de dynamische meting. Deze meting geeft inzicht in het gangbeeld van de cliënt en afwijkingen die hierin voorkomen. De meting geeft zeer nauwkeurige informatie over de locatie en het moment waarop piekdruk onder de voet aanwezig is. Deze informatie helpt zowel bij het vinden van een oplossing van voet(gerelateerde) klachten als bij het voorkomen hiervan. De uitkomsten van de meting worden weergegeven in een digitaal rapport dat de klant na afloop van het onderzoek meekrijgt en met de arts kan delen. Het product: 3D-geprinte steunzool Onze adviseur zal op basis van het onderzoek en de meting bepalen hoe het definitieve ontwerp van de zool eruit komt te zien. Dit hangt af van het doel van de zool: het verlichten of het voorkomen van klachten. De 3D-printer leest het ontwerp van de zool automatisch in, zonder tussenkomst van manuele handelingen. Zo kunnen producten altijd precies worden geproduceerd volgens de wensen van de adviseur en is exacte reproductie mogelijk. Het printen van de zool gebeurt met een nauwkeurigheid van 0.1 mm. Minder belastend voor het milieu Bij het 3D-printen ontstaat er geen afvalproduct, zoals bij het gangbare freesproces. Dat maakt deze techniek zeer milieuvriendelijk past dan ook in de MVO visie van Livit. De grondstof (nylon) van steunzolen is Polyamide 12 (PA 12). Dit materiaal is gecertificeerd voor klasse 1 (huidcontact) t/m 6 (implantaten). De zolen kunnen hierdoor volledig veilig en langdurig op de huid gedragen worden. Waarborging van ISO-certificering en FDA-goedkeuring zorgen er daarnaast voor dat de zolen altijd voldoen aan de hoogste kwaliteitseisen. Livit zet in op toepassing van de 3D-geprinte steunzool De 3D-geprinte steunzool is geschikt voor verschillende soorten ondersteuning. Naast ondersteuning en/of correctie voor alledaags gebruik, kan de zool ook worden ingezet bij het uitoefenen van verschillende soorten sporten en werkzaamheden. Zo zijn er speciale zolen ontwikkeld voor hardlopen, voetbal, wielrennen en wintersport. Ook voor veiligheidsschoeisel is een speciale steunzool ontwikkeld. De dunne vorm en het geringe gewicht van deze zool zorgen daarbij voor een zeer goede pasvorm, terwijl de zool wel voldoende stevigheid biedt. Livit is gecertificeerd voor het aanmeten voor steunzolen voor veiligheidsschoenen. Landelijk dekkend netwerk In 2017 is Livit begonnen met het op kleine schaal leveren van 3D-geprinte steunzolen in de regio Rotterdam. Sinds begin 2018 is dit uitgebreid naar een landelijk netwerk van ruim 40 Livit locaties waar momenteel dynamische drukmetingen gedaan worden en 3D-geprinte steunzolen worden aangemeten. De Livit adviseurs op deze locaties zijn hier speciaal voor opgeleid. Om de voordelen in zowel functionaliteit als de verminderde impact op het milieu onder (potentiële) steunzooldragers bekend te maken, informeert Livit haar klanten sinds begin 2018 regelmatig over de mogelijkheden en voordelen van 3D-geprinte steunzolen. Meer informatie Voor meer informatie over de nieuwe generatie steunzolen kunt u contact opnemen met Quinten Zwaga, Manager Digitalisering Schoenen, qzwaga@livit.nl of Carlijn Renee, Operationeel Manager Schoenen, crenee@livit.nl Bronnen: NIVEL Zorgregistraties eerste lijn https://www.livit.nl/ product/voetdrukmeting/ Auteurs: Carlijn Renee (Operationeel Manager Schoenen), Quinten Zwaga (Manager Digitalisering Schoenen), Carolien van Gelderen (Accountmanager B2B), Jan Willem van der Windt (CEO) Steunzolen hebben in de afgelopen jaren een flinke transformatie ondergaan. Decennia geleden gebruikte de schoenmaker staal dat hij opklopte om de vorm van het mediaal gewelf in de stalen plaat te krijgen. Later kwamen er meer standaard productoplossingen, zoals het uitfrezen van steunzolen uit EVA (Ethyleen Vinyl Acetaat), een kunststofsoort. Op dit moment verovert 3D-printen de markt, wat resulteert in een nieuwe generatie steunzolen die maximaal aansluit op de persoonlijke situatie van de cliënt en ook nog eens veel milieuvriendelijker te produceren is. 9 9 - 3DP STEUNZOOL De ruim 8.000 sensoren in de drukmeetplaat zorgen ervoor dat afwijkingen als een verhoogde mobiliteit, een standsafwijking of een gewrichtsbeperking gemakkelijk kunnen worden opgespoord. Deze sensoren meten met een frequentie van 300 tot 500 Hz, wat betekent dat de druk onder de voet tot wel 500 keer per seconde wordt gemeten. de dynamische voetdrukmeting 9 - 3DP STEUNZOOL 9 - 3DP STEUNZOOL 10 NIEUWE GENERATIE 3D-geprinte STEUNZOLEN REDUCEERT AFVAL in productieproces MET ruim 80% Ons streven naar het leveren van orthopedische hulpmiddelen en diensten van hoge kwaliteit staat onze verantwoordelijkheid voor de invloed die onze producten hebben op mens, milieu en maatschappij niet in de weg. Sterker nog, Livit investeert continu in het digitaliseren en het optimaliseren van haar (productie)processen om het gebruik van grondstoffen te verminderen en haar afval te beperken. Voorbeeld daarvan is de nieuwe generatie 3D-geprinte steunzolen, die naast functionele voordelen het produceren van afval aanzienlijk reduceert. Livit realiseert een enorme afvalreductie afval in haar productieproces door inzet van 3D-geprinte steunzool Achtergrond Steunzolen hebben in de afgelopen jaren een flinke transformatie ondergaan. Decennia geleden gebruikte de schoenmaker staal dat hij opklopte om de vorm van het mediale gewelf in de stalen plaat te krijgen. Daarna werd steeds vaker gekozen voor standaard productoplossingen, zoals het uitfrezen van steunzolen uit EVA (Ethyleen Vinyl Acetaat), een kunststofsoort. Tegenwoordig verovert 3D-printen de markt. Deze nieuwe generatie steunzolen sluit volledig aan op de persoonlijke situatie van de cliënt. Digitale maatname en productie maken nog beter maatwerk mogelijk en het productieproces zorgt voor ruim 80% minder afval. Huidige oplossing Nog steeds wordt het overgrote deel van de steunzolen geproduceerd met behulp van freesmachines die vooral bij podologen en podotherapeuten erg populair zijn. Daarbij worden steunzolen digitaal ontworpen en door de machine uit een kunststof blok gesneden. De hardheid van het blok, de hoogte van de elementen en de ondersteuning bepalen de mate waarin de voet wordt gecorrigeerd. Deze productiemethode zorgt echter voor veel (niet herbruikbaar) restmateriaal. Nieuwe generatie steunzolen De nieuwste generatie steunzolen wordt op basis van een dynamische voetdrukmeting 3D geprint. 3D- geprinte steunzolen bieden een perfecte pasvorm en ondersteuning. De 3D-printtechniek maakt het mogelijk om volledig gepersonaliseerde steunzolen te maken. De drukmeetplaat geeft door middel van een statische en dynamische meting een zeer secure analyse van het looppatroon. De geavanceerde software vertaalt dit naar de optimale correctie en drukverdeling onder de voet. Hierdoor zijn bijvoorbeeld sportblessures beter te herleiden en te behandelen. Minder milieubelastend Tijdens het 3D-printproces ontstaat, in tegenstelling tot het traditionele freesproces, geen afvalproduct. Dit maakt deze printtechniek zeer milieuvriendelijk en past hierdoor in het maatschappelijk verantwoord ondernemen (MVO) beleid van Livit. De grondstof (nylon) die gebruikt wordt voor het printen van steunzolen is Polyamide 12 (PA 12). Dit materiaal is gecertificeerd voor klasse 1 (huidcontact) t/m 6 (implantaten). De zolen kunnen dus volledig veilig en langdurig op de huid worden gedragen. Waarborging van ISO-certificering en FDA-goedkeuring zorgen ervoor dat de zolen altijd voldoen aan de hoogste kwaliteitseisen. Minder Restmateriaal Wat betreft duurzaamheid biedt het aanbrengen van materiaal, zoals dit bij 3D-printen gebeurt, voordelen ten opzichte van het weghalen van materiaal, zoals bij het conventionelere frezen. Ook is er minder energie nodig bij het opbouwen van bijvoorbeeld 10% materiaal dan bij het weghalen van 90% van het materiaal om de uiteindelijke 10% over te houden. De techniek voor het 3D-printen van steunzolen heet Selective Laser Sintering (SLS). Daarbij wordt poeder in een bak verwarmd en samengesmolten tot een 3D-object. Deze manier van produceren is zeer milieuvriendelijk, het materiaal dat niet gesmolten is, wordt hergebruikt voor het printen van het volgende object. Bij het conventionele productieproces, het frezen van steunzolen, ontstaat veel restafval tot maar liefst 90%. Dit proces mogen we qua materiaalgebruik dan ook gerust inefficiënt noemen. Daarbij is er tot op heden nog geen toepassing gevonden om dit restmateriaal te hergebruiken en wordt dit dus volledig weggegooid. Resultaten tot nu toe Sinds de introductie van de 3D- geprinte steunzool binnen Livit is de totale hoeveelheid afval van de productie van steunzolen met ruim 30% gereduceerd. Een 3D-geprinte steunzool geeft 80% minder afval dan een freeszool. Livit verwacht in de toekomst steeds meer steunzolen 3D te printen, waardoor de hoeveelheid nog verder zal reduceren. Meer informatie In het kader van de MVO streeft Livit ernaar om tijdens het produceren en het leveren van producten en diensten de impact op het milieu zo klein mogelijk te houden. Voor meer informatie over het MVO beleid van Livit en de productie van 3D-geprinte steunzolen kunt u contact opnemen met een van onze experts op dit gebied: Quinten Zwaga, Manager Digitalisering Schoenen, qzwaga@livit.nl of Carlijn Renee, Operationeel Manager Schoenen, crenee@livit.nl Bronnen: Verwerking van restmateriaal ontstaan bij de productie van individuele steunzolen – TU Twente Auteurs: Quinten Zwaga (Manager Digitalisering Schoenen), Carlijn Renee (Operationeel Manager Schoenen), Bart Visser (Orthopedisch Adviseur), Caspar van Erp (Orthopedisch adviseur) en Jan Willem van der Windt (CEO) 10 - 3DP STEUNZOOL REDUCEERT AFVAL Perfecte pasvorm en ondersteuning Langere levensduur en vormvastheid Huidvriendelijk: gecertificeerd materiaal voor huidcontact (PA12) Duurzaam: biologisch afbreekbaar en milieubewust geproduceerd Licht van gewicht Figuur 10.1: Voorbeeld van een 3D geprinte zool Voordelen op een rij: Innovatie 10 - 3DP STEUNZOOL REDUCEERT AFVAL Een greep uit het aanbod: hakhoogte meter, bekken waterpas, schuifmaten klein en groot, tuber einde stomp meter, skelet ml meter, gradenboog, schoenmaat meter. En dan zijn van alle meetinstrumenten ook nog vele verschillende uitvoeringen te koop. Veel innovatie is er niet, omdat de afname laag is. Van sommige meetgereedschappen is en blijft de nauwkeurigheid dan ook beperkt. Dat gaat om meterinstrumenten met veel speling met vaak een onduidelijke schaalindeling waar juist zeer dure voorzieningen mee worden aangemeten en pasvorm dus uitermate belangrijk is. Door te grote foutmarges blijkt in de praktijk dat er regelmatig aanpassingen gedaan worden of de voorziening zelfs opnieuw gemaakt worden. Dat levert niet alleen veel extra kosten, maar ook extra ongemak voor de cliënt op. Ondanks dat scanners gedeelten van het proces van maatname zullen overnemen, blijft meten aan het lichaam uiterst belangrijk. Elke orthopedisch adviseur heeft daarom een flink aantal meetgereedschappen nodig, wat weer een kostenpost voor het bedrijf is. Een adviseur die op meerdere locaties werkt, moet bovendien een forse koffer meenemen voor alle meetgereedschappen. Hierop heeft Livit Orthopedie wat bedacht. 3d-geprinte multifunctionele meter Livit heeft een universeel 3D-geprint meetgereedschap ontwikkeld dat een groot gedeelte van de oude meetgereedschappen kan vervangen. Aan het basisgedeelte monteer je eenvoudig dat onderdeel dat je nodig hebt als gereedschap. Gedemonteerd zitten alle delen in een klein tasje, waardoor je het meetgereedschap eenvoudig mee kan nemen. Er kan een basiskit gekozen worden, die aangevuld kan worden met diverse modules, al naar gelang de behoefte van de betreffende adviseur. Het aanschaffen van een compleet nieuw meetgereedschap behoort hiermee tot het verleden. Dus waar normaal een meter versleten is en in zijn totaal vervangen moet worden, hoef je nu alleen de module te vernieuwen tegen veel lage kosten. Bovendien is de nauwkeurigheid vele malen hoger dan bij vergelijkbare normale meetgereedschappen tegen lagere kosten. De mogelijkheden: Het huidige meetgereedschap heeft de volgende opties: Schuifmaat tot 48cm Bekken waterpas meter Tuber einde stomp meter Skelet ml meter voor man en vrouw Hakhoogte meter Gonio schaalindeling Schoenmaat schaalindeling Cm en mm aanduiding De voordelen: Alle meetgereedschappen altijd en overal bij je, waardoor je altijd alle benodigde gegevens kan meten voor een optimaal resultaat. Zeer compact om mee te nemen Schaalindeling tot mm nauwkeurig af te lezen. Innovatie is eenvoudig toe te passen door nieuwe modules te bedenken compatible op het basis meetgereedschap. Lage kosten voor het uitbreiden van meetmogelijkheden of bij slijtage van een module. Toepassen 3D-printen maakt L-Meet realiseerbaar Conventionele productiemethoden zijn ongeschikt of te duur voor de uitvoering van een product als de L-Meet. Bij formatieve productie (zoals spuitgieten en andere vormen van (metaal) gieten) moet voor elk onderdeel een eigen matrijs worden gemaakt. Deze op maat gemaakte gereedschappen zijn duur (van duizenden tot honderdduizenden per stuk). Om deze investeringen terug te verdienen, moeten duizenden identieke onderdelen worden geproduceerd. Dat is niet realistisch voor onze unieke vondst van de L-Meet. Aangezien 3D-printen geen speciale tooling vereist, zijn er feitelijk geen opstartkosten. De kosten van een 3D-geprint onderdeel hangen volledig af van het gebruikte materiaal, de tijd die het de machine kost om te printen en de nabewerking die - mogelijk - vereist is om tot de gewenste afwerking te komen. 3D-printen maakt het daarbij ook eenvoudig om aanpassingen te maken. Omdat de opstartkosten zo laag zijn, hoeft men alleen het digitale 3D-model aan te passen om een op maat gemaakt onderdeel te produceren. Het resultaat? Elk onderdeel kan worden aangepast om te voldoen aan de specifieke behoeften van een gebruiker, zonder invloed op de productiekosten. In het verleden konden slimme instrumenten als de L-Meet níet geproduceerd worden, omdat het niet economisch rendabel was. Een mal maken voor een kleine serie is vaak financieel niet aantrekkelijk. 3D- printen stelt ons in staat om objecten van elke denkbare vorm op basis van specifieke wensen en op ieder gewenst moment uit te printen. Met de L-Meet laten we met een praktisch instrument zien wat er mogelijk is! Meer informatie Voor meer informatie over de L-Meet® kunt u contact opnemen met Wouter Akkerman, Directeur Operationeel Management, wakkerman@livit.nl. Auteurs: Eelke Schaaper (CPO), Louis Schouwstra (CPO) Jan Willem van der Windt (CEO), Wouter Akkerman (Directeur Operationeel Managment) 11 L-Meet®: 3d-geprint multifunctioneel meetgereedschap voor de orthopedisch adviseur teveel losse meetinstrumenten voor de orthopedie en ook nog eens beperkte nauwkeurigheid. De 3d- geprinte L-Meet brengt hier verandering in Nooit meer zeulen met een koffer vol instrumenten of misgrijpen omdat je collega een geleend onderdeel is vergeten terug te leggen. Met de L-Meet heb je als orthopedisch adviseur vanaf nu alle meetgereedschappen altijd bij je en kun je alle maten nauwkeurig meten. De L-Meet is een compact instrument met een schaalindeling die tot de milimeter nauwkeurig af te lezen is. De gereedschapskoffer is vanaf nu dus overbodig en aanmeten gaat een stuk nauwkeuriger. 10 - 3DP STEUNZOOL REDUCEERT AFVAL zorgprofessionals.livit.nl Figuur 11.2: Voorbeeld van verscheidene meetgereedschappen De L-Meet vervangt de volgende opties: Schuifmaat tot 48cm Bekken waterpas meter Tuber einde stomp meter Skelet ml meter voor man en vrouw Hakhoogte meter Gonio schaalindeling Schoenmaat schaalindeling Cm en mm aanduiding 11 - 3DP MULTIFUNCTIONEEL MEETGEREEDSCHAP Innovatie Figuur 11.1: Voorbeeld van de L-Meet 11 - 3DP MULTIFUNCTIONEEL MEETGEREEDSCHAP Meetinstrument L-MEET® De koker is misschien wel het belangrijkste onderdeel van de prothese ADAPT-IT®; met één 'click' de drukverdeling van de 3DP koker aanpassen aan de volume- wisselingen van de stomp Bij Livit geloven wij in de kracht van innovatie en daar investeren we daar dan ook fors in. Nieuwe technieken en materialen leggen een wereld aan mogelijkheden bloot. Oplossingen die tot voor kort ondenkbaar waren, zijn opeens realiteit en de ontwikkelingen gaan hard. In 2018 hebben onze digitale engineers en vakexperts een geheel nieuw model prothesekoker bedacht, ontwikkeld, getest en verfijnd. Het resultaat is dusdanig revolutionair dat dit naar verwachting de huidige kokertechniek zal herdefiniëren. Later dat jaar is patent verkregen voor de unieke volume adaptieve 3DP kokertechnologie: de ADAPT-IT. Sindsdien is in verschillende fasen en in samenwerking met verwijzers gesleuteld aan het ideale concept en toepassing. Met de ADAPT-IT bleek de prothesegebruiker overal en op ieder moment weer controle te krijgen over de drukverdeling in zijn koker. Dat stelt de prothesegebruiker in staat om zowel in rust als in hogere activiteit de ideale pasvorm te realiseren zonder stompkousen of extra kokers. In dit artikel lichten we problematiek toe die kan voorkomen bij volumewisselingen van de stomp bij gebruik van een prothese, de toepassing van 3D-printen (3DP) op deze problematiek in kokertechnologie en de ontwikkeling van de ADAPT-IT. 12 zorgprofessionals.livit.nl 11 - 3DP MULTIFUNCTIONEEL MEETGEREEDSCHAP 12 - ADAPT-IT® Figuur 12.1: Voorbeeld van de ADAPT-IT® ADAPT-IT®; met één 'click' wordt de drukverdeling van de 3DP koker aangepast aan de volume wisselingen van de stomp. Gepatenteerd design: De unieke functionele werking ontstaat door een combinatie van een: Propeller vormig opvangsysteem met meerdere bladen, een flexibele verbindings- structuur met de basis van het systeem en een slimme verstelbare sluiting met mechanische draaiknop en sterk staaldraad waarmee het systeem kan worden aangespannen, vastgeklikt en weer losgemaakt. (BOA system) Innovatie 12 - ADAPT-IT® Een beenprothese bestaat uit verschillende onderdelen. Een van deze onderdelen is een koker. De koker draagt het lichaamsgewicht en verdeelt de druk over de stomp en vormt zo de basis voor de keuze van de rest van de prothese. Elk amputatieniveau vraagt een andere druk in de koker en zelfs op hetzelfde amputatieniveau zijn er verschillende keuzes mogelijk. Tijdens het bepalen van het concept voor de prothese is het daarom des te belangrijker om ook stil te staan bij de keuze van het type koker. De juiste prothesekoker is essentieel voor het leven met een amputatie. In de praktijk ervaren wij veel druk- en bewegingsproblemen bij de kokertechniek als gevolg van volumewisselingen van de stomp. Tot nu toe bestond de oplossing vaak uit een combinatie van de juiste liner en het gebruik van stompsokken om drukproblemen en volumewisselingen op te vangen. Maar nu is er een nieuwe techniek ontwikkeld die uitkomst biedt; de gepatenteerde 3DP Volume Adaptieve Kokertechnologie voor transtibiale amputaties. Prevalentie Jaarlijks worden in Nederland ruim 3.000 amputaties uitgevoerd van een deel van de onderste extremiteit. Veel patiënten krijgen na de amputatie een prothese. Soms ontstaan er klachten aan de beenstomp, die forse invloed kunnen hebben op het leven van de klant. De klachten variëren van huidirritaties tot bot- of zenuwwoekeringen. Van deze 3.000 beenamputaties zijn er bijna 50% op transtibiaal niveau en een kleiner deel op transfemoraal niveau. Een groot deel van de jongere patiënten krijgt een prothese voorgeschreven; bij ouderen geldt dit voor maar 48%. Bij 34-63% van patiënten met een prothese komen hinderlijke oppervlakkige huidproblemen aan de stomp voor. Daarnaast ervaart een aanzienlijk deel van de patiënten pijn in de stomp, dit kan een gevolg zijn van een slecht passende prothesekoker. Als er klachten optreden kan de prothese vaak tijdelijk niet gedragen worden. Daardoor hebben de klachten naast pijn ook een negatieve invloed op de zelfredzaamheid, de stemming en de kwaliteit van leven van de gebruiker. ‘De koker is misschien wel het belangrijkste onderdeel van de prothese.’ Belang van de pasvorm van de koker en fixatie De koker is een onderdeel van de prothese. De koker verbindt het lichaam met de rest van de prothese, het is daarom essentieel dat de koker een uitstekende pasvorm heeft en goed gefixeerd is. Het lichaam steunt immers via de koker op de rest van de prothese. Een goede pasvorm helpt om de druk op de stomp te verdelen, de fixatie van de koker aan het lichaam is bepalend voor de bewegingen tussen stomp en koker. Voor de conceptkeuze van de juiste koker bij de vorm van de stomp van de klant, kan worden gekozen uit veel verschillende vormen en materialen. De keuze is onder andere afhankelijk van de leefstijl en lichamelijke conditie van de klant. De voordelen van een goede kokerpasvorm en fixatie zijn onder andere: Beperkte beweging van je stomp in de koker, wat zorgt voor minder irritatie, meer comfort en een betere gezondheid van de huid van je stomp; Goede drukverdeling in de koker; Een goede beheersing van de prothese. Volumewisselingen en pasvorm Het is belangrijk dat de prothesekoker goed om de stomp past. Het volume van de stomp kan veranderen in de loop van de dag, waardoor de koker minder goed kan passen. Oorzaken van volumewisselingen van de stomp zijn onder andere: Het vasthouden van vocht of het verlies ervan. Een veranderde omgevingstemperatuur kan hier invloed op hebben. Daarnaast kunnen verschillende aandoeningen, zoals diabetes en nierfunctiestoornissen een negatief effect hebben op de stabiliteit van het volume van de stomp. Toename of afname van lichaamsgewicht, vaak over langere tijd. Hoge activiteit, sporten, actief leven (bijvoorbeeld 10 km of meer wandelen). Deze volumewisselingen kunnen zorgen voor problemen aan de stomp door een minder goed passende koker. Tot nu kon vermindering van volume en de veranderde druk in de koker alleen door een liner of in combinatie met stompsokken worden gecompenseerd. Dit geeft vaak minder goede controle over de prothese en minder loopcomfort. Zodra er meer stompsokken nodig zijn, wordt er vaak een nieuwe stompkoker geleverd. Dit zijn tijdrovende en kostbare processen en geven vertraging in de revalidatie. Ontwikkeling en inzet van een Volume Adaptieve Prothesekoker voor onderbeenprothesen Digitalisering basis in onze manier van werken Onderbeenprothesen worden bij Livit gemaakt met behulp van digitale techniek. Zo kunnen wij een optimale pasvorm garanderen. Alle veranderingen die in het persoonlijke model worden aangebracht, zijn digitaal opgeslagen en kunnen altijd worden teruggehaald en aangepast. Mocht er, bijvoorbeeld vanwege atrofie of een verandering in de dagelijkse activiteiten, een nieuwe koker nodig zijn, dan kunnen we de bestaande informatie als uitgangspunt hanteren of hergebruiken. In de afgelopen jaren heeft de inzet van onze digitale techniek een vlucht genomen en wordt deze consequent op al onze locaties toegepast. Waar Livit in 2016 nog 60% van de onderbeenprothesen maakte met behulp van digitale techniek, is dat in 2020 gestegen naar 95%. Ontwikkelingen inzet 3DP voor nieuwe kokertechniek Vooruitgang in beweging komt alleen tot stand als expertise, passie en (digitale) techniek worden gebundeld. Met onze productontwikkeling beogen we verbetering aan te brengen op vier gebieden: bewegingsvrijheid, eigen identiteitsbevordering, bewustwording en meer comfort en gebruiksgemak. Het toepassen van digitale productie (3D-freesmodellen) en 3D-printing leveren een uitbreiding aan mogelijkheden op binnen de range van de orthopedisch hulpmiddelen. Hierdoor opent zich een geheel nieuwe wereld voor de revalidatiegeneeskunde, orthopedisch adviseur en de patiënt. Het creatief denken over mogelijke toepassingen krijgt een enorme impuls, met als resultaat een volume adaptieve OBP-koker die volumeschommelingen kan opvangen en instelbaar is. Met als doel het vergroten van zowel mobiliteit als comfort en behandelmethoden voor patiënten die voorheen niet of onvoldoende geholpen konden worden. Vormvrijheid en maatwerk met 3DP Een groot voordeel van 3D-printen is de vormvrijheid van het ontwerp. Er hoeft nauwelijks rekening te worden gehouden met maakbaarheids- en bewerkingsbeperkingen. Daardoor ontstaan nieuwe mogelijkheden om eigenschappen aan het eindproduct toe te voegen, zoals unieke vormen en toepassingen die met conventionele kokertechniek niet te realiseren zijn. Ook is het mogelijk om productfuncties beter uit te voeren, zoals het benutten van porositeit en het verbeteren van ergonomische en anatomische fitting. Waarom is er nog geen volume adaptieve koker? Deels zijn deze mogelijkheden van 3DP nog niet bekend en toegepast binnen de orthopedische hulpmiddelen branche. Onze ontwerpers zijn dan ook constant in ontwikkeling om opnieuw de functionaliteit van het product te bestuderen en een vernieuwd ontwerp te maken, met de specifieke randvoorwaarden die de 3D-printtechniek daaraan stelt. Met 3D-printen kunnen producten ook licht van gewicht gemaakt worden middels constructies op basis van interne structuren (vergelijkbaar met een honingraat). Ook kunnen producten complexe designs bevatten, zodat onderdelen kunnen worden geïntegreerd tot één geheel zonder de noodzaak van assemblageprocessen om een onderdeel als een hybride uit te voeren. De huidige conventionele productiemethodes zijn beperkend in vormgeving en daarmee niet toegerust om nieuwe systemen en producten te ontwikkelen. 3D-printen kan hierin een oplossing zijn. 3D-printen stelt ons in staat om objecten van elke denkbare vorm op basis van specifieke wensen en op ieder gewenst moment uit te printen. Ideeën die voorheen onuitvoerbaar waren, blijken nu wel degelijk toepasbaar en nieuwe producten worden nu in rap tempo ontwikkeld. Door de inzet van 3D-designers en ingenieurs zijn wij in staat om zelf tot innovatieve producten en oplossingen te komen. Het is ons daarom ook gelukt om zelf een koker te ontwikkelen, waarin auto-adaptieve technologie is ontwikkeld. Door 3D- printing zijn wij in staat gebleken om een dynamisch systeem te ontwikkelen dat de gebruiker in staat stelt om de koker realtime aan te kunnen passen naar het gewenste volume. Gezamenlijke ontwikkeling Het slim toepassen en ontwikkelen van de nieuwste technieken begint met het delen en bundelen van kennis en inzicht. In de zorgketen rondom de patiënt ervaren wij dat er binnen het multidisciplinaire team, waar wij veelvuldig deel van uitmaken, veel specialistische kennisdeling en samenwerking plaatsvindt. Dit leidt tot de beste oplossing voor de betreffende patiënt. Zowel binnen Livit als bij de artsen en specialisten merken wij de behoefte om ook buiten dergelijke settings met elkaar van gedachten te wisselen en kennis te delen. Dat is voor Livit de directe aanleiding om samen met partners en relaties samen te werken aan productontwikkeling en innovatie op gebied van digitaal aanmeten en 3D-prototyping. De nieuwe volume adaptieve kokertechnologie is daar een voorbeeld van. Samen met revalidatieartsen zijn in verschillende fasen van de productontwikkeling zowel prototypes als testopstellingen besproken en gedeeld. Binnen deze samenwerking werd kennis vrij gedeeld en met elkaar meegedacht over de vervolmaking van het concept en de technologie, vanuit de visie om mobiliteit mogelijk, toegankelijk en betaalbaar te maken (en te houden) voor iedereen voor wie dit niet (meer) vanzelfsprekend is. Volume Adaptieve koker- technologie Volume Adaptieve kokertechnologie is een vorm van gepersonaliseerde aanpassingen waarbij de gebruiker zoveel als mogelijk het hulpmiddel kan laten aansluiten bij zijn persoonlijke behoefte, gebaseerd op realtime feedback van de gebruiker. 'Adaptie' betekent letterlijk ‘aanpassen aan’. Adaptieve technologie is binnen de orthopedische hulpmiddelen branche een bekende term vooral met betrekking tot protheseknieën. Denk hierbij aan de AAK-voorzieningen. De technologie en technische toepassingen van 'adaptie' zijn nog niet zo vanzelfsprekend binnen de kokertechnologie en de daarbij behorende ophangsystemen. Een toepassing hierop zou een welkome aanvulling zijn om onze cliënten in een veranderend zorglandschap van de juiste orthopedische hulpmiddelen te kunnen blijven voorzien. Een prothesekoker die zich kan aanpassen aan zijn gebruiker vergroot de bewegingsvrijheid van de gebruiker. Denk aan de mogelijkheid om te wandelen, fietsen, zitten, enz. Per activiteit kunnen er andere eisen aan de koker gesteld worden die de gebruiker zelf kan instellen. Dit biedt vele voordelen: Het gevoel van 'grip' te hebben op eigen mobiliteit wordt vergroot. Mede doordat de voorziening in een vroeg stadium van het revalidatietraject ingezet kan worden. De koker kan voor een langere periode ingezet worden zonder extra controles en tussentijdse aanpassingen. Doordat de koker makkelijk kan worden aangepast faciliteert het de revalidatie beter. Dynamisch systeem Volume adaptieve kokertechnologie betekent letterlijk de mogelijkheid om de prothesekoker aan te passen naar het gewenste volume dat in een bepaald moment of voor een bepaalde situatie gevraagd wordt. De adaptieve kokertechnologie is gebaseerd op realtime feedback van de gebruiker en de mogelijkheid om deze feedback direct om te zetten in een verandering van het volume van de koker. Daarmee gaat deze techniek veel verder dan de conventionele kokertechniek. Volume adaptatie geeft de mogelijkheid tot een personalisatie van de prothesevoorziening. De cliënt heeft de beschikking over een prothesekoker die past bij zijn eigen doelen en vaardigheden. Product presentatie: ADAPT-IT In 2018 heeft onze Engineering afdeling in samenwerking met vakexperts op het gebied van onderbeenamputaties een nieuw model prothesekoker bedacht, ontwikkeld, getest en verfijnd die de kokertechnologie zal herdefiniëren. Later dat jaar is patent verkregen voor de unieke volume adaptieve 3DP kokertechnologie: de ADAPT-IT. Sindsdien is in verschillende fasen en in samenwerking met verwijzers gesleuteld aan het ideale concept en toepassing. In 2019 is het prototype van de ADAPT-IT voor het eerst getest en overtroffen de eerste gebruikers- ervaringen onze stoutste verwachtingen. Met de ADAPT-IT bleek de prothesegebruiker overal en op ieder moment meer controle te krijgen over het volume van zijn koker. Daardoor is de gebruiker in staat om zowel in rust als in hogere activiteit de ideale pasvorm te realiseren zonder stompkousen toe te hoeven voegen. De designmogelijkheden van 3DP hebben de kokertechnologie geherdefinieerd en het resultaat komt weer een stap dichter bij de normale aansturing van beweging. De design van de ADAPT-It is gepatenteerde technologie (Global Patent Index - EP 3593765 A1). Unieke eigenschappen van de Volume Adaptieve Koker: ADAPT-IT®; met één 'click' wordt de drukverdeling van de 3DP koker aangepast aan de volume wisselingen van de stomp. Gepatenteerd design De unieke functionele werking ontstaat door een combinatie van een: Propellervormig opvangsysteem met meerdere bladen, een flexibele verbindings- structuur met de basis van het systeem en een slimme verstelbare sluiting met mechanische draaiknop en sterk staaldraad waarmee het systeem kan worden aangespannen, vastgeklikt en weer losgemaakt. (BOA system) Met de nieuwe ADAPT-IT, de volume adaptieve koker van Livit Orthopedie, krijgt de protheseklant overal en op ieder moment controle over de drukverdeling in de koker. Volume Adaptief; met één 'click' wordt de drukverdeling van de koker aangepast aan de volumewisselingen van de stomp, druk en compressie. Weer levensecht gevoel; door de gepatenteerde 3DP kokertechnologie wordt een drukverdeling bereikt die het gevoel van 'natuurlijke sturing' zeer dicht benaderd. Besturing door de kleding; de knop is makkelijk te bedienen door de stof van de broek heen. Nooit meer extra stompkousen; onder elke omstandigheid de ideale passing. Snel aan- en uittrekken; de 'snel ontspan' knop zorgt ervoor dat het aan- en uittrekken van de prothesekoker snel en makkelijk gaat, ook bij grotere volumewisselingen. Beter comfort tijdens het zitten; door het losmaken wordt het zitcomfort verhoogd en doorbloeding niet beperkt. Extra compressie bij hogere activiteit; door extra compressie te geven kan met dezelfde koker en zonder extra stompsokken druk worden verhoogd en beweging beperkt bij verhoogde activiteit (denk aan stevig wandelen of sporten). Meer informatie Voor meer informatie kunt u contact opnemen met Wouter Akkerman, Directeur Operationeel Management via wakkerman@livit.nl. Bronnen: Geertzen JH, Rietman JS. Amputatie en prothesiologie van de onderste extremiteit. 2e dr. Den Haag: Lemma; 2008. Meulenbelt HE, Geertzen JH, Jonkman MF, Dijkstra PU.Determinants of skin problems of the stump in lower-limb amputees.Arch Phys Med Rehabil. 2009;90:74-81Medline. Legro MW, Reiber GD, Smith DG, del Aguila M, Larsen J, Boone D. Prosthesis evaluation questionnaire for persons with lower limb amputations: assessing prosthesis-related quality of life.Arch Phys Med Rehabil. 1998;79:931-8Medline. Gallagher P, Desmond D. Measuring quality of life in prosthetic practice: benefits and challenges.Prosthet Orthot Int. 2007;31:167-76Medline. Frölke JPM. vd Meent H. Klikprothese (endo-exoprothese) voor patiënten met problematische amputatiestomp. Ned Tijdschr Geneeskd. 2010;154:A2010Medline. Baars EC, Geertzen JH. Literature review of the possible advantages of silicon liner socket use in trans-tibial prostheses.Prosthet Orthot Int. 2005;29:27-37Medline. Hachisuka K, Nakamura T, Ohmine S, Shitama H, Shinkoda K. Hygiene problems of the residual limb and silicone liners in transtibial amputees wearing the total surface bearing socket.Arch Phys Med Rehabil. 2001;82:1286-90Medline. Baars EC, Ettema HB, Fritschy WM.Diepveneuze trombose in een amputatiestomp. Ned Tijdschr Geneeskd. 2007;151:2061-3Medline. Bernd L, Bläsius K, Lukoschek M, Lücke R. The autologous stump plasty. Treatment for bony overgrowth in juvenile amputees. J Bone Joint Br. 1991;73:203-6. Bottner F, Rodl R, Kordish I, Winklemann W, Gosheger G, Lindner N. Surgical treatment of symptomatic osteochondroma. A three-to eight-year follow-up study. J Bone Joint Surg Br. Stokvis A, Coert JH. Operatieve behandeling van pijnlijke neuromen. Ned Tijdschr Geneeskd. 2011;155:A2592Medline. Gruber H, Kovacs P, Peer S, Frischhut B, Bodner G. Sonographically guided phenol injection in painful stump neuroma.AJR. 2004;182:952-4 Medline.doi:10.2214/ajr.182.4.1820952 Uitgave van de vereniging KMK| jaargang 6 | nr. 24 | december 2019 Stompklachten na een beenamputatie,KLINISCHE LES,14-05-2013Erwin C.T. Baars en Karst J. Bongers Auteurs: Jeroen Groot (Revalidatiearts bij Reade revalidatie en reumatologie), Martijn Pas (Revalidatiearts bij Bravis Ziekenhuis Roosendaal Bergen op Zoom), Bart de Kiefte (CTO), Marcella van der Ent (Technical Engineer), Wouter de Vos (CPO), Bas van den Brand (CPO), Thomas Heemskerk (CPO), Wouter Akkerman (Directeur Operationeel Management), Jan van de Werken (Technisch Directeur) en Jan Willem van der Windt (CEO). ADAPT-IT® 12 - ADAPT-IT® 12 - ADAPT-IT® 12 - ADAPT-IT® 12 - ADAPT-IT® 12 - ADAPT-IT® zorgprofessionals.livit.nl 12 - ADAPT-IT® Ideeën die voorheen onuitvoerbaar waren, blijken nu wel degelijk toepasbaar 13 de ontstaansgeschiedenis Marion Coolen-Smits is als ergotherapeut en handtherapeut verbonden aan revalidatiecentrum Tolbrug (Den Bosch) en al ruim 20 jaar geleden begonnen met het onderzoeken van de mogelijkheden om een polsorthese te maken die bepaalde vrijheden in beweging toelaat. Waarom moet een stabiliserende polsorthese volkomen rigide zijn in alle richtingen, vroeg Marion Coolen-Smits zich destijds af. In een modelbouwwinkel vond ze een vernuftig scharniertje dat bij bevestiging in een polsorthese beweging toeliet in de strek- en buigrichting en stabiliseert in de zijwaartse richting. De eerste stap was gezet en vanaf dat moment maakte zij diverse spalken voor met name patiënten met reuma en artrose in de pols. Tot zo’n 6 jaar geleden Quinten op haar pad kwam, een jongetje van 2 jaar dat vanaf zijn geboorte geen activiteit in de strekkers van zijn pols, duim en vingers had. Van kleins af aan maakte hij gebruik van een stabiliserende polsorthese. Deze plaatste zijn pols in een stabiele uitgangspositie tijdens het grijpen. Tijdens het spelen miste Quinten hierdoor echter de bewegingen van de pols en droeg daarom zijn orthese niet graag. Zonder de orthese kon hij gebruikmaken van het tenodese- effect van de vingerextensoren om tijdens het grijpen zijn hand te openen. Dat moet anders kunnen, vond Marion destijds. Een klein scharniertje en een externe trekkracht om zijn pols te strekken zouden uitkomst kunnen bieden. Quinten leerde zijn vinger- en polsbuigers ontspannen. Met een elastische tractie op de spalk kon hij zijn pols naar strekken laten komen. Quinten leerde de spalk goed te bedienen en vroeg er zélfs eerst naar voordat hij ging spelen. Een geweldige ontwikkeling. Naar gelang Quinten groeide, werd de orthese met regelmaat vervangen door een groter model. Voor artsbezoek en therapie kwam Quinten ook in Leiden en Nijmegen. Hier kreeg hij regelmatig complimenten voor de mooie werking van zijn orthese. De goede resultaten bij Quinten deden Marion besluiten de orthese ook te maken voor volwassenen met nervus radialis uitval. Net als Quinten missen ook zij activiteit van de strekkers van pols, duim en vingers. Vaak tijdelijk, maar patiënten zijn daardoor wel erg beperkt in het functioneel gebruik van de hand. Met de orthese worden de actieve buigers door de tractie, als antagonistische werking, geremd en moeten ontspannen. Hierdoor blijft een redelijk ‘normaal’ bewegingspatroon gehandhaafd. Omdat de kracht van de tractie instelbaar is, kan deze steeds afgestemd worden op de aanwezige spierspanning. Het huidige ontwerp Marion was als ergotherapeut en handtherapeut al bekend met Livit vanwege de gezamenlijke spreekuren op revalidatiecentrum Tolbrug. Voor welke indicatie is de WAQ inzetbaar? De orthese is toepasbaar bij kinderen met OPBL (Obstetrisch Plexus Brachialis Letsel), CP (Cerebrale Parese) met Zancolli type II (A+B) en bij volwassenen met een CVA, waarbij de aangedane hand nog inzetbaar is en bij nervus radialis letsel. Werking De orthese beweegt de pols, tijdens het ontspannen van de polsflexoren, naar extensie in een lichte cock-up stand. Dit gebeurt door middel van een instelbare tractiekracht aan de dorsale zijde van de pols. Door deze 'neutrale stand' wordt de hand in een adequate uitgangspositie gebracht om voorwerpen vast te grijpen. Bij toename van spierspanning kan de orthese toegeven in een korte buigbeweging van de pols en wanneer de spieren zich ontspannen, veert de pols weer terug naar neutraal. Het tenodese-effect van de vinger en polsspieren blijft toepasbaar en het inschakelen van de pols en vingers blijft bestaan in het lichaamsschema. Ongewenst compensatoir bewegen vanuit schouder en elleboog kan zo worden voorkomen. Ulnair- en radiair abductie is niet meer mogelijk. Indien gewenst kan een lichte deviatie in de orthese gecorrigeerd worden. De orthese rust op de dorsale zijde van de onderarm en wordt bij de hand uitgevoerd met een ondersteunende volaire bar. Bij deze functionele orthese blijven de vingers vrij voor inschakeling. Voordelen van de 3D- Printing Een groot voordeel van 3D-printen is de vormvrijheid van het ontwerp. Er hoeft nauwelijks rekening te worden gehouden met maakbaarheidsbeperkingen of bewerkingsbeperkingen, zoals bij de traditioneel vervaardigde siliconen uitvoering. Daardoor ontstaan nieuwe mogelijkheden om eigenschappen van het eindproduct te verbeteren. Ook kunnen producten complexe designs bevatten, zodat onderdelen kunnen worden geïntegreerd tot één geheel. Door 3DP engineering is het nu mogelijk om een eleganter en kleiner scharnier te integreren in het productconcept. Ook is het mogelijk om productfuncties beter uit te voeren, zoals het benutten van stijfheid en sterkte van het materiaal. In de nieuwe 3DP uitvoering zorgt de stijfheid en sterkte van het materiaal voor een directere werking van de correctie. De 3DP uitvoering maakt gebruik van constructies op basis van interne structuren en is daardoor zeer licht in gewicht en daardoor uiterst geschikt voor kinderen. Bovendien is 3DP 100% reproduceerbaar zonder veel meerwerk, in tegenstelling tot de conventionele orthopedie waar dit nog steeds de praktijk is. Meer informatie Voor meer informatie kunt u contact opnemen met Wouter Akkerman, Directeur Operationeel Management via wakkerman@livit.nl. Auteurs: Wilma Oosterink (CPO), Wouter de Vos (Regiomanager MB), Marion Coolen-Smits (Ergotherapeut / Handtherapeut, Tolbrug Specialistische Revalidatie), Edmee Jongen (Digitale Product- ontwikkeling), Dionne Pieters (Technisch CadCam medewerker) De Wrist Assist Quinten, hierna te noemen WAQ-orthese is een dynamische polsorthese die de pols actief assisteert naar een extensiebeweging. De WAQ-orthese is een volledig op maat gemaakte siliconen voorziening die in 3D-uitvoering optimaal gebruik maakt van de mogelijkheden van de D-printtechniek, waardoor zowel de functionaliteit als het comfort (lichter gewicht) kan worden verbeterd. De orthese is geschikt voor kinderen met OPBL (Obstetrisch Plexus Brachialis Letsel), CP (Cerebrale Parese) met Zancolli type II (A+B) en voor volwassenen met een CVA, waarbij de aangedane hand ter fixatie nog inzetbaar is en bij nevus radialis letsel. Juist voor deze doelgroep is een lichtere voorziening met goede werking een uitkomst. een dynamische polsorthese met ondersteunende strekking; de 3DP-uitvoering versterkt functionaliteit en verbetert het comfort aanzienlijk 12 - ADAPT-IT® Voorbeeld van breed ingezette toepassing 13 - 3DP WAQ 3D-Printtechniek, nieuwe randvoorwaarden en parameters creëren nieuwe mogelijkheden voor proces en product Het lijkt wel of iedereen met het 3D-printvirus besmet raakt. De digitalisering van maatschappij en technologie maakt een uitgebreid en complex speelveld van ‘industrieel printen’ mogelijk. Het toepassen van scanning en 3D printing levert een uitbreiding aan mogelijkheden op binnen de range van de orthopedisch hulpmiddelen. Het creatief denken over mogelijke toepassingen krijgt een enorme impuls, met als resultaat het vergroten van zowel mobiliteit als comfort en behandelmethoden die voorheen niet of onvoldoende mogelijk waren. Ideeën die voorheen onuitvoerbaar waren, blijken nu wel degelijk toepasbaar en nieuwe producten worden nu in rap tempo ontwikkeld. Figuur 13.1: foto's van voorbeelden van de 3DP WAQ 13 - 3DP WAQ 13 - 3DP WAQ De 3DP WAQ wordt digitaal aangemeten met een geavanceerde scanner voor de nauwkeurigheid die medische hulpmiddelen vereisen. 13 - 3DP WAQ 3DP prototyping voor robotica; ontwikkeling van een robot fixatiesysteem voor het behalen van extra nauwkeurigheid in freestechniek Frezen voor de orthopedie vergt skills die zich niet laten vergelijken met het frezen voor niet-medische toepassingen. Afhankelijk van het materiaal kunnen wij binnen toleranties van 0,05 mm werken. Door de jaren heen heeft Livit het frezen van schuimmodellen tot een kunst verheven. In 2020 hebben wij onze freestechniek uitgebreid naar het frezen van modellen voor pols-handorthesen. Aan de basis aan deze verbreding stond de in eigen huis ontwikkelde robot basiscomponent: een fixatiesysteem voor het freesblok. Graag delen wij met u hoe we gebruik hebben gemaakt van 3D-printing (3DP) voor prototyping in de ontwikkeling van deze unieke robotonderdelen. cadcam schuimmodellen freezen met nauwkeurigheid die medische hulpmiddelen vereisen Achtergrond Livit voldoet met haar centrale productiemodel aan de belangrijkste randvoorwaarde om robotica toe te passen in haar orthopedische hulpmiddelenzorg. Waar de orthopedische hulpmiddelenbranche nog steeds wordt gekenmerkt door kleine lokale werkplaatsen met eend ambachtelijk karakter, heeft Livit de afgelopen decennia geïnvesteerd in een uniform aanmeetproces en centrale productie. Digitalisering is hierdoor structureel onderdeel van het Livit aanmeetproces. Al in 2013 zijn wij gestart met het digitaal aanmeten van voorzieningen en ondertussen worden 95% van onze prothesen digitaal aangemeten en verwerkt. Om de uitdagingen in de zorgverlening met schaarste aan goed gekwalificeerd personeel en continue druk op efficiency vanwege prijsdruk vanuit de vergoedingssfeer het hoofd te bieden, zijn wij zes jaar geleden tevens gestart met het verkennen van de mogelijkheden van robotica in ons productieproces. Schuim frezen in ieder gewenst model Met behulp van de nieuwste CAD/CAM-technologie in combinatie met onze 7-assige robotcarvers hebben wij bewezen hoogwaardig en zeer nauwkeurig werk voor de productie van prothesen en orthesen te kunnen maken. Of het nu gaat om lijnen, technische assen, rondes of diepere reliëfs in het schuim. Zeker als het gaat om schuim dat gebruikt wordt als model voor een medisch hulpmiddel, is het belangrijk dat het perfect overeenkomt met het beoogde lichaamsdeel. En het zijn precies die complexe modellen waar wij ons in hebben gespecialiseerd. eigen besturingssysteem Een robot kan heel goed gebruikt worden om freesbewerkingen uit te voeren. Maar omdat robots hier in de eerste plaats niet voor gemaakt zijn, is het ontwikkelen van een eigen besturingssysteem en absolute vereiste. Freesprogramma’s bevatten enorm veel regels die - om vloeiend te kunnen frezen - met een bepaalde snelheid verwerkt moeten worden door de besturing. Een standaard robotbesturing heeft naarmate de freesprogramma’s complexer worden moeite deze verwerkingssnelheid te halen. De robot onderbreekt dan het frezen totdat alle informatie vanuit de besturing weer verwerkt is. Een onwenselijke situatie. Daarom heeft Livit voor deze toepassing een speciale besturing ontwikkeld, waardoor de robot constant in een vloeiende route freest. Zo blijft de kwaliteit gewaarborgd. De besturing werkt in tegenstelling tot een standaard robotbesturing gewoon met G-codes. Een G-code is een commando dat gebruikt wordt bij het programmeren van een CNC programma. Deze G-code is een instructie voor de machine. De code heeft een vaste betekenis die vastgelegd is in een ISO-standaard. Een G-code vertelt de machine wat hij moet doen in welke volgorde, met welk gereedschap en op welke plek. Daarnaast zijn er in de besturing nog een aantal aanpassingen gedaan, zodat de besturing van een standaard robot een 6- of in ons geval zelfs een 7 -assige CNC freesmachine maakt. Reden temeer om een robot te verkiezen boven een 5-assig bewerkingscentrum. Frezen met een robot vraagt echter wel een heel andere benadering dan frezen met een CNC freesmachine. Maar door onze eigen besturing te ontwikkelen, sluit deze meer aan bij de denkwijze van een CNC programmeur en is de afstand tussen het werken met een robot en het werken met een CNC freesmachine aanmerkelijk verkleind. Belemmering in de robot basis-componenten voor nauwkeurige freestechniek Voor een nauwkeurige freestechniek voor medische hulpmiddelen liepen wij tegen de grenzen van de robot basiscomponenten aan. Het belangrijkste basiscomponent van de robot freesmachine is uiteraard de robot zelf. Wij hebben als partner gekozen voor Roboticom, omdat deze partij ervaring heeft met anatomie icm robotica (beeldhouwen). Daarnaast zijn alle kabels weggewerkt in de robot, waardoor deze goed bestand zijn tegen een stofrijke omgeving. Tweede basiscomponent is de freesmotor. De grootte van de freesmotor is aangepast aan de maat van de robot en is leverbaar met gereedschapswisselaar. Deze gereedschapswisselaar is essentieel in ons geval, vanwege de vele complexe anatomische vormen die wij frezen. Hierdoor moet vaak van gereedschap gewisseld worden en is een wisselaar een must. De Livit robot wisselt automatisch van tool en kan zo altijd autonoom doorwerken. Het toevoegen van een draaiende werktafel maakt het mogelijk om modellen van alle zijden te bewerken. De tafel kan simultaan draaien met de werkende robot en is dus de 7e as van de robot. De grenzen voor deze toepassing werden echter bepaald door de fixatie van het model in de houder (fixatiesysteem). De uitslag en daarmee onnauwkeurigheid werd groter bij het freezen van complexe modellen en beperkte daarmee de toepassing van robotica voor bijvoorbeeld pols-handorthesen. Er moest gezocht worden naar een oplossing in zowel hardware als software om het resoneren te vermijden. In eigen beheer ontwikkeld robot fixatiesysteem De oplossing is gevonden in een in eigen beheer ontwikkeld robot fixatiesysteem, waarbij 3D-printen (3DP) zeer van toegevoegde waarde bleek. Juist voor het produceren van onderdelen voor robotica biedt de 3DP-techniek kansen. Zo hebben goedkopere mallen voor ons het risico van productontwikkeling beperkt en daarmee mogelijk gemaakt. Met 3DP kon sneller een prototype gemaakt worden, waarmee kinderziektes van het ontwerp sneller werden gedetecteerd en konden worden verholpen. Met een eerste 3DP prototype kon zelfs al de eerste serie geproduceerd worden om de technische haalbaarheid te toetsen. Normaliter moet er rond de tien weken gewacht worden op een prototype, in dit geval is de levertijd 'slechts' afhankelijk van de grootte van het prototype en de snelheid van de printer. De ontwerpvrijheid van 3D-printen maakt het mogelijk het complexe systeem te vervaardigen die normaliter niet zo snel en makkelijk vervaardigd kon worden. Wat ons betreft is de toekomst van het ontwikkelen en vervaardigen van orthopedische hulpmiddelen dan ook onbegrensd! Meer informatie Voor meer informatie over de Robotica in de Orthopedie dan kunt u contact opnemen met Bart de KIefte (CTO) bkiefte@livit.nl of Tim de Roo (technisch CAD/CAM manager) troo@livit.nl Bronnen: Kansen voor de Nederlandse robotica, Holland Robotics: Samen investeren, in toepassingsgerichte R&D. Januari 2018, Holland Robotics Auteurs: Bart de Kiefte (CTO), Tim de Roo (Technisch CadCam en Team manager), Jan Willem van der Windt (CEO) 14 13 - 3DP WAQ zorgprofessionals.livit.nl 14 - 3DP PROTOTYPING VOOR ROBOTICA Figuur 14.1: foto's van onze tweede roboticom robot die in 2020 in gebruik zijn genomen Voor een uitbreiding van de toepassing van freestechniek in plaats van gips voor siliconen polshandorthesen is extra capaciteit nodig. Hiervoor is een tweede robot geinstalleerd en in 2020 operationeel geworden. 14 - 3DP PROTOTYPING VOOR ROBOTICA nieuwe robot voor uitbreiding toepassing van robotica nieuw 14 - 3DP PROTOTYPING VOOR ROBOTICA zorgprofessionals.livit.nl 14 - 3DP PROTOTYPING VOOR ROBOTICA Het toepassen van scannen en 3D-printen levert een uitbreiding aan mogelijkheden binnen de range van orthopedische hulpmiddelen. Door de bijna onbeperkte mogelijkheden opent zich een geheel nieuwe wereld voor revalidatiegeneeskunde, fysiotherapie, ergotherapie en orthopedisch advies. het TOEPASSEN VAN SCANNING EN 3D- PRINTING LEVERt UNIEKE NIEUWE OPLOSSINGEN NIEUWE OPLOSSING MET DE EARPROTECTOR De enorme impuls die het creatief denkvermogen krijgt over mogelijke toepassingen zal resulteren in het vergroten van zowel de mobiliteit, het comfort als de behandelmethoden voor patiënten die voorheen niet of onvoldoende geholpen konden worden. Een enorme vooruitgang dus. Maatname via een scan is bovendien aanzienlijk minder belastend voor de patiënt en ideeën die voorheen onuitvoerbaar waren, blijken nu wel degelijk toepasbaar. Een mooi voorbeeld daarvan is de Livit earprotector. De aanleiding De volgende praktijksituatie staat symbool voor een reeks aan vergelijkbare situaties waarmee specialisten en verpleegkundigen regelmatig geconfronteerd worden en was de directe aanleiding voor het ontwikkelen van de earprotector. Een patiënt lijdt aan ernstige visusproblematiek, doofheid en de gevolgen van Alzheimer. Daarnaast heeft zich op het linkeroor een forse tumor ontwikkeld. Pijn en jeuk brengen de patiënt ertoe telkens aan het oor te krabben. De patiënt is niet te instrueren om van het oor af te blijven, met als gevolg dat hij het oor steeds openkrabt. Er ontstaat een pijnlijke en zeer onhygiënisch situatie. Deze vertraagt de genezing aanzienlijk. Traditionele hulpmiddelen bieden geen oplossing Het afdekken met verband sluit het gehele oor af, terwijl het juist wenselijk is om het oor aan de lucht te kunnen laten drogen. Daarbij komt dat de patiënt slechts schoorvoetend toelaat om steeds maar weer verbonden te worden. Dit levert elke dag een ‘gevecht’ op, voor zowel de verzorgenden als voor de patiënt zelf. Nieuwe technieken bieden wel uitkomst Met behulp van een scan wordt het mogelijk een afdruk te nemen van het oor van de patiënt, zonder een belastende sessie voor het maken van een traditionele gipsafdruk. Deze scan vormt de digitale basis voor het ontwerp van een op maat gemaakt oorkapje, dat vervolgens 3D-geprint wordt. Het ijle, transparante ontwerp zorgt voor een zeer acceptabele cosmetische voorziening.   De 3D-geprinte, geïntegreerde sluiting maakt het toepassen van metalen klinknagels of scharnieren overbodig. Bovendien hoeft het oor niet meer verbonden te worden door de verzorging. Het kapje laat het oor aan de lucht drogen zonder dat de patiënt aan het oor kan komen. Het gebruikte materiaal is uitstekend te reinigen. De hoofdbandage is bekleed met antibacteriële siliconen, wat de hygiëne en het comfort nog verder verhoogt. De kinbandage is zelfs geheel van antibacteriële siliconen vervaardigd. In deze door Livit speciaal ontwikkelde siliconen- samenstelling zitten moleculen die bacteriegroei tegengaan. Zo blijft het hulpmiddel vrij van mogelijke besmettingsbronnen en is het vriendelijk voor de huid. Uitkomst voor verpleegkundigen De afgelopen jaren is er veel veranderd in de ouderenzorg. De kranten staan er vol van. Het aantal ouderen neemt toe en doordat steeds meer ziekenhuiszorg verplaatst wordt naar verpleeghuis of thuiszorg, wordt de complexiteit van de zorg groter. En in de zorgsector wil men juist dat het accent niet op de zorg, maar op de kwaliteit van leven van de patiënt moet worden gelegd. De ouderenzorg is dan ook sterk in beweging en worstelt om alle taken te kunnen volbrengen. Zo is het personeelstekort al jaren een van de grootste problemen in de zorgsector. Het grootste tekort zit bij de verpleegkundigen en verzorgenden die ouderen medische hulp aan huis geven of in verpleeghuizen werken. Vooral de laatste jaren weten de roostermakers niet hoe zij de gaten moeten vullen. Personeel dat wel op de rol staat, moet vaak extra diensten draaien en een stapje harder lopen. Zoals het nu gaat, kan het niet langer, zegt het zorgpersoneel dat in september 2018 meedeed aan een ledenraadpleging van de beroepsvereniging  Verpleegkundigen en Verzorgenden Nederland (V&VN). Alle ondersteuning om tijd te besparen zonder in te boeten op kwaliteit van zorg is dus meer dan welkom. Met een product als de Livit Earprotector wordt de zorgprofessional ‘ontzorgd’ en het leven van de patiënt aanzienlijk verbeterd. Een win-winsituatie dus. Digitaal produceren De 3D- printtechniek is al lang niet meer voor de verre toekomst. In werkelijkheid bestaat de achterliggende techniek (rapid prototyping) al jaren en raken 3D- printers in rap tempo meer bekend en geaccepteerd. Een toekomst waarin 3D-printers breed worden ingezet in het producteren van uiteenlopende voorwerpen komt hiermee steeds dichterbij. Voor de kwaliteitseisen van 3D- printen houdt Livit zich aan de ISO- certificering en FDA goedkeuring en gebruiken wij alleen goedgekeurde materialen van  klasse 1 (huidcontact) t/m 6 (implantaten). Omdat 3D-printen mogelijkheden biedt, maar ook gevaar voor onze klanten kan opleveren (bijv door huidcontact met giftig materiaal), beperken wij ons uitsluitend tot het gebruik van biocompatible materialen. Door het creatieve denkvermogen van onze 3D-designers en ingenieurs leidt dit altijd tot een innovatief product. Het uiterlijk van orthopedische hulpmiddelen is aan het veranderen. 3D-printen stelt ons in staat om objecten van elke denkbare vorm op basis van specifieke wensen op ieder gewenst moment uit te printen. Meer informatie Voor meer informatie over de Livit Earprotector kunt u contact opnemen met Wouter Akkerman, Directeur Operationeel Management via wakkerman@livit.nl Bronnen: Beroepsvereniging Verzorgenden en Verpleegkundigen Nederland (V&VN) Trouw, 20 nov 2018 Auteurs: Anton van de Water (CPO), Bart de Kieft (CTO), Wouter Akkerman (COO) en Jan Willem van der Windt (CEO) 15 15 - UNIEKE 3DP MAATWERKOPLOSSINGEN Figuur 15.1: impressies van de earprotector 15 - UNIEKE 3DP MAATWERKOPLOSSINGEN Voorbeeld van de Earprotector 3D-Printen stelt ons in staat om objecten van elke denkbare vorm op basis van specifieke wensen en op ieder gewenst moment uit te printen. INNOVATIE Innoveren moet je leren - Geef ruimte om te falen, anders krijg je collectieve blinde vlekken 16 Fouten maken is de normaalste zaak van de wereld, toch stoppen we onze mislukkingen het liefst in de doofpot. ‘Zonder falen geen succes’, zegt CEO Jan Willem van der Windt. ‘Is er binnen een organisatie geen ruimte voor fouten, dan ontstaat er een collectieve blinde vlek die groei in de weg staat.’ Falen hoort bij het leven, toch willen we onze fouten zo snel mogelijk vergeten. Een mislukking is briljant als je met volle inzet werkt aan een waardevol idee en er achteraf iets van kan leren. Maak je een ondoordachte fout en ga je daarna verder alsof er niets aan de hand is, dan is dat een gemiste kans om verder te komen. Wij vinden dat onze collega’s de vaardigheid moeten ontwikkelen om beter met mislukkingen om te gaan. In de praktijk van alledag zijn we vaak geneigd om alleen te focussen op groei en succes. Zo leer je nooit van tegenslag. Wij zien dat mensen en organisaties die slagen in innovatie en verandering een andere mindset hebben over fouten maken. Intelligent fouten maken mag en zien wij als een leermomenten We kunnen niet alles de eerste keer goed doen, hoe slim we ook zijn of hoe zorgvuldig we ook plannen. Dit is zeker geen vrijbrief voor slordige experimenten en testen, falen is immers niet iets wat je jezelf als doel stelt. Het betekent wel open staan voor een goed ontworpen, iteratief proces van testen, prototyping en evalueren, ondersteund met betrouwbare data en inhoudelijke discussies. Of je nu werkt in productontwikkeling of verantwoordelijk bent voor de operatie, deze methode geldt overal en voor iedereen binnen Livit. collectieve verblindheid Organisaties zonder een dergelijke open cultuur zullen minder toekomen aan vernieuwing. ‘Medewerkers voelen zich onveilig, er wordt niet geleerd en er kan snel een sfeer van verbergen en verzwijgen ontstaan. Dat soort bedrijven leiden vaak aan collectieve verblindheid die vernieuwingsprocessen en daarmee vooruitgang dwarsbomt. De blinde vlek die dan ontstaat , zorgt ervoor dat kennis wordt vergeten en dus niet meer wordt gebruikt.’ een Manier van denken Innovatie is geen afdeling, geen discipline en geen eenmalig project. Innovatie is een manier van denken, waarin collega’s bereid zijn en in staat gesteld worden om de huidige werkwijze intern en extern als een bètaversie te zien. Het is een impliciete drijfveer om telkens opnieuw bestaande overtuigingen en ingesleten patronen ten aanzien van producten, processen en onderscheidend vermogen ter discussie te stellen. Innoveren is een attitude, diepgeworteld in de cultuur van de organisatie en uiteindelijk een integraal onderdeel van de strategie. definitie van succesvol innoveren Ons team heeft gedefinieerd hoe succesvolle innovatie eruit ziet. Welk typen innovaties binnen deze scope vallen en hoe dat aansluit bij onze strategische doelstellingen. Hiermee creëren we een gemeenschappelijk beeld binnen de organisatie met betrekking tot welke projecten prioriteit hebben. We laten ons hierbij ondersteunen door een even oud als bewezen innovatiemodel: het zogenaamde Stage Gate innovatiemodel. (zie figuur 16.1). Innovatie faalt vaker dan dat het (direct) schaalt. Geduld wordt meer dan eens op de proef gesteld en er wordt regelmatig aanspraak gedaan op de schaarse middelen van kapitaal en tijd. Het inschatten van schaalbaarheid is geen sinecure, maar essentieel bij de beoordeling of een project succesvol kan zijn. Het doel van innovatie is niet om minimal viable products te genereren, maar om een nieuwe business te bouwen die een grote groep klanten van mobiliteit kan voorzien en uiteindelijk geld oplevert. Zeker als de innovaties verder weg staan van de core business, het team succesvol is, moet je meer tijd en geld investeren om snel te kunnen schalen. Het is een continu proces van afwegen, want dat geld en die tijd van collega’s kun je ook in projecten investeren waar (ogenschijnlijk) minder risico’s in schuilen. Cruciale vragen hierbij zijn: Hoe creëert het innovatie- project toegevoegde waarde voor mijn huidige en toekomstige klanten? Op welke wijze creëert het innovatieproject toegevoegde waarde voor onze organisatieprocessen? Is er een reële kans dat dit innovatieproces zichzelf terugverdiend en uiteindelijk geld oplevert? Welke typen middelen heeft elk innovatieproject nodig? Hoe organiseren we deze typen innovaties? Leren van een gefaald concept met de Headextender voor het Dropped Head Syndroom Het dropped head-syndroom (DHS) of ‘hangend hoofd’ is een zeldzame aandoening die de patiënt zowel fysiek invalide als sociaal zeer beperkt maakt. Bij DHS is de zwakte van de nekextensoren uitgesprokener aanwezig dan die van de nekflexoren. Gevolg daarvan is dat de patiënt zijn hoofd niet meer opgeheven kan houden. De patiënt probeert het hangende hoofd te maskeren door de eigen lichaamshouding, soms extreem, aan te passen. In veel gevallen trekt de patiënt zich steeds verder terug uit het sociale leven, waardoor sociaal isolement op de loer ligt. Binnen de orthopedische hulpmiddelenbranche wordt de ondersteuning van deze aandoening vaak gezocht in het toepassen van een halsorthese. De huidige (hoofd)orthesen om de patiënt weer recht vooruit te laten kijken, kennen echter veel nadelen. Met de Headextender ontwikkelde Livit een 3D-geprinte orthese die zowel qua functionaliteit als qua comfort de andere oplossingen ver achter zich leek te laten. Ongewenste bijwerkingen Het huidige assortiment halsorthesen kent ongewenste bijwerkingen. Vanaf de onderkaak wordt het hoofd in extensie gedrukt, wat een forse kracht betekent, omdat een hoofd ongeveer 6 kg weegt. De praktijk wijst uit dat deze druk niet lang verdragen kan worden. Ook het spreken wordt door fhet omhoog duwen van het hoofd sterk beperkt, zo niet onmogelijk. Evenals eten en drinken. Wanneer mensen rolstoelgebonden zijn, wordt de oplossing meestal gezocht in een hoofdbandage die op het voorhoofd aangrijpt en die verbonden wordt met een hoofdsteun van de rolstoel. Deze mensen zitten dus letterlijk vast aan hun stoel. Unieke maatwerkoplossing Als antwoord op bovengenoemde problematiek ontwikkelde Livit de Headextender. Deze extender heeft een groot oppervlak waarmee afgesteund kan worden op thorax en schouders en zorgt zo voor de gewenste drukverdeling. Tevens biedt deze hoofd-halsorthese een oppervlak waarop afgesteund kan worden op de schedel (voorhoofd). Hierdoor wordt het spreken, eten en drinken niet beperkt. Bovendien is de patiënt niet meer gebonden aan een specifieke stoel en hierdoor vrijer en mobieler. helaas bleek dit concept in de praktijk niet te werken Het eerste prototype toonde aan dat het hoofd van de klant te vaak onder de houder wegzakte en bleek het model geen aanpassings- of verstelmogelijkheden kende om dit op te vangen. Ook bleek dat de extender binnen enkele maanden vaak al flinke (vorm)wijzigingen nodig te hebben, omdat er bij veel testpersonen sprake is van een progressief ziektebeeld, zoals bijvoorbeeld ALS. Natuurlijk lieten wij ons niet meteen vangen, durfden we te falen en zijn de maanden daarna verder gegaan met de ontwikkeling van een nieuw model met extra functionaliteiten. Er kwam een dynamisch model, dat zowel in hoogte als in de afstand tussen hoofd en torso verstelbaar was. Ook was er oplossing voor een stevige manier van vastmaken ontwikkeld, waarbij een ingenieuze combinatie gevonden gevonden is tussen de mogelijkheden van 3D-printen en conventionele methoden. Bovendien gaf dit nieuwe model de orthopedisch adviseur mogelijkheden om ter plekke aanpassingen aan de extender te doen voor een ideale, persoonlijke fitting. Even leek het ideaal, maar ook dit prototype bleek helaas niet haalbaar en schaalbaar Het experiment eindigde met een mooie ervaring en met een 3D-geprinte versie van een hoofd-halsorthese die weinig meerwaarde gaf in functionaliteit en bovendien duurder was dan conventionele oplossingen. Wat hebben we hiervan geleerd: Te complex; wij hadden het 3d-geprinte object zo complex gemaakt, dat het te veel nabewerking vereiste. Om de economische rentabiliteit te waarborgen, hadden we de volledige productieketen moeten bekijken, om te beginnen bij het design. Een product moet zodanig zijn ontworpen dat het functioneel is en eenvoudig te produceren. Technology Push; geen oog voor functionele meerwaarde. Bij het ontwerpen voor een optimale productieketen is de techniek ondergeschikt aan het ontwerp. Wij hadden ons laten meevoeren om met 3D-printen een oplossing te vinden, om onze expertise te laten zien, dat bleek geen goed vertrekpunt. De uitvinding kon niet echt geschaald worden; er zit een gat tussen vroege innovaties, minimal viable products en het succesvol op grote schaal toepassen van de voorziening door onze adviseurs in de praktijk. Het probleem bleek dat de oplossing voor een te kleine doelgroep was en niet aantoonbaar schaalbaar is. Daarmee ontbraken de middelen (kapitaal en tijd) om de uitvinding verder te ontwikkelen. Dit leidde tot twee interne discussies; waarom zouden wij veel geld investeren in een innovatie die niet aantoonbaar schaalbaar is, en hoe voorkomen we dat er innovaties worden geproduceerd met die een tekleine doelgroep kennen en daardoor niet aan commerciële voorwaarden voldoen? Dit innovatie-experiment toont ons hoe je succesvol kunt falen. We behaalden onze doelstellingen niet, maar hebben er wel veel van geleerd. Deze kennis en ervaring hadden we anders niet opgedaan en nemen we mee in onze toekomstige innovatieprojecten. auteurs: Bart de Kiefte (CTO), Pelle van Steen (COO), Louis Schouwstra (COO), Wouter Akkerman (COO), Jan van de Werken (COO) en Jan Willem van der Windt (CEO) fouten durven maken bevordert het creatieve proces en (INtelligente) fouten maken zien wij dan ook als waardevolle leermomenten 15 - UNIEKE 3DP MAATWERKOPLOSSINGEN 16 - INNOVEREN MOET JE LEREN Figuur 16.2: innovatie funnel van Livit ProjectInnovatie richt zich op de stappen van Ontwikkelingen en bepaalt daarmee waar ontwikkelcapaciteit op ingezet wordt Hoe werkt het innovatieproces bij livit? 16 - INNOVEREN MOET JE LEREN Figuur 16.1: Stage Gate innovagiemodel: schematische weergave van in- en output in innovatieproces. Figuur 16.4: prototype van de Headextender model 2 16 - INNOVEREN MOET JE LEREN Headextender prototype nummer twee prototype van de Livit Headextender. Livit gebruikt alleen materialen die zijn goedgekeurd voor klasse 1 (huid contact) t/m 6 (implantaten) Figuur 16.3: prototype van de Headextender Headextender model 1: de hoofdorthese die mobiliteit minder beperkt 16 - INNOVEREN MOET JE LEREN 16 - INNOVEREN MOET JE LEREN 16 - INNOVEREN MOET JE LEREN samenwerking Liliane Fonds en Livit voor kwaliteitsverbetering van orthopedische werkplaatsen in rwanda het Liliane Fonds en livit werken samen op het gebied van kennis, expertise, communicatie en marketing om elkaars missie te versterken Sinds mei 2017 zijn Livit en het Liliane Fonds maatschappelijk partners Vanuit onze gezamenlijke passie om mobiliteit voor iedereen mogelijk maken, wil Livit het Liliane Fonds helpen om gehandicapte kinderen in de derde wereld weer mee te laten doen aan het leven. Dit doen we door onze kennis en expertise in te zetten voor concrete projecten. Intervisie als basis voor proces- en productverbetering Uit ervaring hebben wij geleerd dat intervisie - een georganiseerd gesprek tussen vakcollega’s - een zeer effectieve manier is om met beperkte middelen proces- en productverbeteringen toe te passen. Deze samenwerkingsvorm past Livit veelvuldig toe in haar bedrijfsvoering. Onderwerpen van gesprek zijn vakspecifieke werkzaamheden en de daaraan gerelateerde problemen, waarbij het oogmerk altijd is dat de deskundigheid van de betrokkenen wordt vergroot en de kwaliteit van het werk verbetert. Anders dan bij supervisie is er geen hiërarchische situatie waarin iemand de leiding heeft. Intervisie met werkplaatsen Intervisie met werkplaatsen in ontwikkelingslanden is een nieuwe stap voor Livit. In het Liliane Fonds hebben wij de juiste partner gevonden om hierin de juist lokale partijen bij elkaar te brengen. Dit resulteerde eind maart 2019 in een gezamenlijk werkbezoek van Livit en het Liliane Fonds aan de orthopedische werkplaats van Gatagara in Rwanda. Tijdens dit bezoek sprak een delegatie deskundigen van Livit met de plaatselijke deskundigen over een structurele verbetering van het kwaliteitsniveau van orthopedische werkplaatsen in Rwanda in het algemeen en in Gatagara in het bijzonder. Een vruchtbare intervisie die zonder de begeleiding, relaties en coördinatie van het Liliane Fonds niet tot stand had kunnen komen. meerjaren programma gebaseerd op drie pijlers Een van de conclusies uit de evaluatie van het werkbezoek is dat er een vruchtbare bodem is voor een meerjaren samenwerking tussen Livit en de lokale parijen in Rwanda. Deze is gebaseerd op drie pijlers met elk zijn eigen karakter: Leveren van halffabricaten voor de lokale werkplaats, denk hierbij aan onderdelen voor prothesen. Investeren in kwaliteit door nieuwe techniek (laminatie) voor het maken van prothesekokers. Opzetten van een meerjaren intervisie / opleidings- programma in samenwerking met de Universiteit van Kigali. WAT ERAAN VOORAF ging Eind 2018 zijn Livit en het Liliane Fonds met elkaar op zoek gegaan naar een partner binnen het Liliane Fonds, die wij als Livit kunnen helpen met het uitbouwen van hun lokale technische kennis en vaardigheden op het gebied van het maken en aanmeten van lichaamsgebonden orthopedische hulpmiddelen. In november van datzelfde jaar is ervoor gekozen om een bezoek te brengen aan de partners van het Liliane Fonds in Rwanda om een assessment te doen, met als doel: Het in kaart brengen van lokale kennis- en opleidingsniveau, zodat een betere inschatting gemaakt kan worden van de invulling van een intervisie. Het inventariseren van de lokale behoeften op het gebied van kennis en materialen. Een bezoek brengen aan HVP Gatagara en de orthopedische werkplaats, die hulp hadden aangevraagd bij het Liliane Fonds voor het versterken van hun technische vaardigheden. Het lokaal beoordelen of een samenwerking met Livit mogelijk is; Gatagara is een grote speler in Rwanda en een bekende vertrouwde partner van het Liliane Fonds. De conclusie van dit assessment gaf groen licht voor een meerjarige samenwerking met de partners van het Liliane Fonds in Rwanda. Opzetten van een meerjaren intervisie / opleidingsprogramma onder toezicht van de Rwandese ISPO (International Society of Prosthetics and Orthotics) De basiskennis en -opleiding in Rwanda is op een acceptabel niveau. Er is echter een zeer beperkt structureel opleidingsprogramma voor nascholing. Uit het werkbezoek en de workshop ter plaatse is duidelijk naar voren gekomen dat er behoefte is aan verdieping van het nascholingsprogramma, dit in aanvulling op de jaarlijkse training die reeds door Ottobock, leverancier van pro-en orthese-onderdelen, wordt verzorgd. ISPO Rwanda zoekt een partner voor versterking van het nascholingsprogramma De Rwandese ISPO dochter- organisatie is in 2011 opgerich. In lijn met de missie van ISPO International zet ISPO Rwanda zich in voor het leven van mensen met een lichamelijke beperking. Zij hebben zich tot doel gesteld: Zorg te dragen voor een kwalitatief sterk en doorlopend opleidingsprogramma voor zorgprofessionals in Rwanda. Stimuleren van relevant klinisch onderzoek en 'evidence based practice' werken bevorderen. Wereldwijde samenwerking en het delen van kennis en ideeën te bevorderen. ISPO Rwanda heeft aangegeven op zoek te zijn naar een structurele partner om een nascholings- programma invulling te geven. Hierbij is expliciet aangegeven dat een neutrale partij (dus geen leverancier van hulpmiddelen) een versterking van het programma zou zijn. Ze zochten een partner die mee kan denken vanuit de praktijk, los van het verkopen van onderdelen. Lokale behoefte in kaart Tijdens het werkbezoek in maart 2019 is de lokale behoefte in kaart gebracht. Hierbij kwam de behoefte aan nascholing met betrekking tot het toepassen van laminatie techniek voor het maken van een prothesekoker naar voren. Daarnaast behoorde een verdiepende training voor het maken van orthopedische schoenen en aanpassingen aan schoenen tot de wensenlijst. Beide onderdelen zijn een praktische aanvulling op de product-gerelateerde opleiding die op dit moment in Rwanda door leverancier Ottobock wordt aangeboden. Het opzetten van een structureel intervisie / nascholingsprogramma Randvoorwaarden Met support van de lokale ISPO lijkt dit geborgd. Er wordt een programma opgesteld dat aansluit bij de lokale behoefte en dat bijdraagt aan de kwaliteits- verbetering van het vak. Er is een partij die de vakinhoudelijke kant van zaken voor zijn rekening neemt. Hiervoor stellen wij als Livit onze expertise graag ter beschikking. Een meerjarige vorm van samenwerking om de continuïteit te borgen Het Rwandese ISPO positie geven in het opzetten en stimuleren van een doorlopend nascholingsprogramma, ter bevordering van de kwaliteit van dienstverlening van het vak van orthopedisch instrumentmaker. Investeren in kwaliteit door nieuwe techniek (laminatie) voor het maken van prothese kokers mogelijk te maken Waarom een nieuwe techniek voor vervaardigen van prothesekokers? Het aantal cliënten van de orthopedische werkplaats in Gatagara is de afgelopen twee jaar sterk gegroeid. Deze groei kwam nadat de HVP Gatagara in 2017 door het Ministerie van Gezondheidszorg is erkend als gespecialiseerde kliniek in pro- en orthesen. Hierdoor kan de kliniek sinds juni 2018 aanspraak maken op de nationale basisverzekering (Community Based Health Insurance). De kliniek heeft de wens om een nieuwe kokertechniek (laminering) toe te passen om een kwalitatieve verbetering in kokertechniek door te voeren en zo haar positie en accreditatie als gespecialiseerd centrum te bestendigen. Voordelen van laminatie techniek ten opzichte van de huidige conventionele methode Een van de hoofdredenen voor korter gebruik van een prothese in de regio Gatagara is wondjes aan de stomp, veroorzaakt door het dagelijks dragen van de koker. Door een betere fitting en gladdere afwerking verwachten we een verhoging in het gebruik en de draagtijd. Met laminatie techniek kan een gladdere en betere afwerking van de prothesekoker worden bereikt van en dus een langere draagtijd. Daarnaast is een koker gemaakt van giethars lichter dat het traditionele materiaal en daarmee comfortabeler in het dagelijks gebruik. Het grootste economische voordeel van giethars is de duurzaamheid van de grondstof. Een koker van giethars gaat in het algemeen tweemaal zo lang mee en is daarmee in potentie een kosten-efficiënte oplossing. Uiteindelijk draagt deze nieuwe techniek direct bij aan een hogere maatschappelijke participatie van mensen met een amputatie. Support door het Liliane Fonds Het project wordt direct ondersteund door de directeur van het centrum en het hoofd van de werkplaats en is recentelijk ingediend bij het Liliane Fonds voor support. Tijdens het werkbezoek is gebleken dat de kennis van Livit over het efficiënt en effectief inrichten van de werkplaats direct bijdroeg aan het optimaliseren van de werkprocessen en daarmee aan het budget van het project. Beoogd resultaat Het toepassen van laminatie koker- techniek voor klanten van Gatagara zou in jaar 1 voor 10% gerealiseerd moeten kunnen worden. In jaar 2 moet dat doorgroeien naar 25% en in jaar 3 zou de helft van de prothese klanten in Gatagara op een laminatie koker moeten kunnen lopen. Inzamelen halffabricaten voor lokale werkplaats Een gecoördineerde inzamelings- actie Uit alle oriënterende gesprekken bleek dat betaalbare halffabricaten het belangrijkste zijn om mensen met een lichamelijke beperking lokaal te kunnen voorzien van de beste zorg. De beschikbaarheid van deze halffabricaten is een bepalende factor evenals de termijn waarbinnen deze oplossing geboden kan worden aan de klant. Helaas is de vergoeding en bekostiging dusdanig beperkt dat 'moderne westerse oplossingen' alleen in de private sector kunnen worden toegepast. Opzetten van een pilot voor het succesvol inzamelen van 'second life' halffabricaten De afgelopen jaren heeft Livit meegewerkt aan verschillende inzamelingsacties, die uiteindelijk zijn gestopt door een 'mismatch' tussen vraag en aanbod van de inzamelende partij en de lokale begunstigde werkplaats en door logistieke onkunde. De lessen uit het verleden zijn helder, alleen een directe samenwerking met een werkplaats ter plaatse met een bewezen logistieke route die lokaal wordt ondersteund, geeft het opzetten van een inzamelactie binnen Livit kans van slagen. Door een succesvolle pilot op te zetten met HVP Gatagara die als best practice kan dienen voor andere Nederlandse werkplaatsen kan een continue stroom aan second life halffabricaten vanuit Nederland naar Rwanda worden opgezet. Voorwaarden voor een succesvolle inzamelingsactie Een heldere assortimentslijst en projecteigenaarschap Alles begint met een heldere assortimentslijst met producten waar lokaal behoefte aan is. De lijst bestaat uit een elftal productcategorieën die direct lokaal inzetbaar zijn. Bij HVP Gatagara hebben we in het hoofd van de werkplaats een betrokken leider gevonden die heeft aangegeven eigenaarschap te willen nemen voor deze inzamelingsactie. Binnen Livit ligt dit projecteigenaarschap bij twee zeer betrokken en deskundige collega's. De assortimentslijst is van dien aard dat er beperkte logistieke problemen zijn te verwachten. Daarnaast is door een lokale partner (Nudor) aangegeven hier een rol in te willen spelen. Tot besluit Vanuit onze visie op Maatschappelijk Verantwoord Ondernemen onderschrijven wij de uitgangspunten van het MVO Nederland Manifest ‘be the change’ en hanteren we ISO 26000 in onze manier van werken. Onze samenwerking met het Liliane Fonds in Rwanda is een invulling van onze MVO visie. Lees onze volledige MVO visie op livit.nl/mvo. Auteurs: Cornelis Visser (CPO), Wouter de Vos (CPO), Jan van de Werken (Technisch Directeur), Hugo van Heteren (Productie Manager) en Jan Willem van der Windt (CEO) 17 De samenwerking tussen de twee partijen is voor de duur van ten minste vijf jaar en gebaseerd op wederzijds vertrouwen. Livit wil haar kennis, expertise en producten breder inzetten en daarmee bijdragen aan een wereld waarin iedereen vrij kan bewegen. Dit is voor ons een van de manieren waarop wij invulling geven aan onze maatschappelijke verantwoordelijkheid en betrokkenheid. Het Liliane Fonds ondersteunt kinderen met een handicap in ontwikkelingslanden om weerbaarder, zelfbewuster en mobieler te worden, zodat zij (weer) mee kunnen doen in de samenleving. De missies van beide organisaties kennen een grote overlap en dat vormt een goede basis voor een samenwerking. 17 - SAMENWERKING MET LILIANE FONDS Meer informatie: www.livit.nl/lilianefonds 17 - SAMENWERKING MET LILIANE FONDS Open de wereld voor een kind met een handicap 17 - SAMENWERKING MET LILIANE FONDS Rwanda kent een roerige geschiedenis. In 1994 woedde er een burgeroorlog (Rwandese genocide) waarbij Tutsi’s en gematigde Hutu’s werden vermoord. Er stierven in 1 jaar circa 500.000 tot 1 miljoen mensen. Op dit moment is het land stabiel, maar dit kan ieder moment weer veranderen. Circa 60% van de Rwandese bevolking leeft onder de armoedegrens. Het landschap van Rwanda is heuvelachtig en kenmerkt zich door bergen, tropische regenwouden en vulkanen. Overal zijn theeplantages en akkers voor landbouw. In Rwanda is armoede zowel een oorzaak als een gevolg van het leven met een handicap. Het is niet officieel geregistreerd, maar de genocide van 1994 en de burgeroorlog hebben een hele grote groep mensen op gruwelijke manier verminkt. Ook armoede, ziekte, ongelukken en het gebrek aan medische voorzieningen dragen bij aan het grote aantal mensen met een functiebeperking. Mensen met een handicap en families met een gehandicapte ervaren een lagere levensstandaard, waaronder gebrek aan voedsel, slechte huisvesting, gebrek aan schoon water en sanitaire voorzieningen en onvoldoende medische hulp. Mensen met een handicap werken zelden en als er een baan is gevonden krijgen zij zeer slecht betaald. Rwanda achtergrond 17 - SAMENWERKING MET LILIANE FONDS 17 - SAMENWERKING MET LILIANE FONDS 17 - SAMENWERKING MET LILIANE FONDS HVP Gatagara is het eerste (1960) en enige centrum voor zorg, onderwijs en reïntegratie van gehandicapten in Rwanda. HVP Gatagara heeft de wettelijke status van 'non-profit association'. Sinds 1983 wordt het bestuurd door de Congregatie van de Broeders van Liefde. Statistieken van de lokale overheid geven aan dat er ongeveer een half miljoen mensen zijn met een ernstige handicap, dit is ongeveer 5% van de bevolking. Mensen met een lichamelijke beperking zijn boven gemiddeld arm en hebben een slechtere gezondheid en zij kunnen juist profiteren van professionele zorg en revalidatie. Het centrum bestaat uit 6 locaties, wij werken samen met Gatagara (Nyanza), het historische hoofdkwartier van HVP Gatagara. Het ligt op een heuvel, op 100 km van Kigali. Het biedt zorg en revalidatie voor kinderen met een lichamelijke beperking. Sinds 2018 is het centrum erkend door het Ministerie van Volksgezondheid als een ziekenhuis dat gespecialiseerd is in orthopedie en revalidatie. Tijdens de oorlog van 1994 werd het centrum volledig verwoest. Dankzij internationale hulp kon de HVP zijn activiteiten hervatten. Er wordt aan bijna 1400 kinderen zorg, onderwijs en een kans in het leven gegeven onder het motto: 'verzorgen, opvoeden en reïntegreren van mensen met een lichamelijke beperking'. revalidatiecentrum HVP GatagarA 18 De orthopedische hulpmiddelenbranche is van oudsher gestoeld op ambachtelijk vakmanschap. Des te groter was de uitdaging om ons voor te bereiden op de wereld van morgen. Inmiddels denken we iets meer te weten over het DNA, de randvoorwaarden en kritische succesfactoren die nodig zijn om als organisatie te kunnen innoveren en conventionele productieprocessen om te buigen tot vernieuwende processen, waarin technologie, zoals 3D-printen hun intrede kunnen doen. dankwoord - succes kent vele vaders en moeders Zes jaar geleden is Livit het pad van digitalisering ingeslagen. Met de hele organisatie hebben we een mooie reis afgelegd, successen gedeeld en lessen geleerd. DEZE ERVARINGEN VORMDEN DE BASIS VAN DIT BOEK en we zijn er trots op ons verhaal met u te MOGEN DELEN. grote dank aan iedereen Ik kan niet genoeg benadrukken dat je een dergelijke transitie alleen met de inzet van de hele organisatie kunt maken. Daarom wil ik graag van de gelegenheid gebruikmaken om al mijn Livit collega's te bedanken voor hun persoonlijke bijdrage, flexibilteit, creatiekracht en rotsvast vertrouwen in onze strategie. Daarnaast mijn grote dank aan alle zorgprofessionals en klanten die bijgedragen hebben aan de ontwikkeling van een groot aantal geweldige productinnovaties. Zonder jullie waardevolle input en scherpe blik waren we nooit zover geweest in ons innovatieproces en hadden aanzienlijk minder klanten kunnen profiteren van nieuwe mogelijkheden in hun bewegingsvrijheid. doet u met ons mee? Wij hopen u met ons verhaal een goede indruk te hebben gegeven van de eindeloze toepassingsmogelijk- heden van 3D-printen in onze branche en hopen u te hebben geïnspireerd ook de stap in de 3DP wereld te zetten. Want alleen samen creëren we vooruitgang in beweging. Jan Willem van der Windt CEO Livit Orthopedie 17 - SAMENWERKING MET LILIANE FONDS zorgprofessionals.livit.nl Text Volg ons ook op: Text Text zorgprofessionals@livit.nl (088) 245 20 00 Bereikbaar Lokaal Tarief Hoe zet je als van oudsher traditioneel bedrijf de eerste stappen in de wereld van digitale technologie en 3D-printen? Hoe vertaal je die nieuwe technologie vervolgens in de praktijk? Op deze vragen trachten wij een antwoord te geven in ons boek Digitalisering en 3D-printen van orthopedische hulpmiddelen. We staan aan vooravond van een transitie in de manier waarop orthopedische hulpmiddelen ontwikkeld en vervaardigd worden. Nu 3D-printen zijn intrede doet, nemen de toepassingsmogelijkheden een enorme vlucht. We zijn net onderweg en zien nu al grote verschuivingen en verbluffende resultaten. Naast de achtergrond, trends en ontwikkelingen, nemen wij u in dit boek vooral mee in de praktijk. We delen onze successen, maar ook een aantal lessen die wij gedurende onze digitaliseringsreis hebben mogen leren. Waarom? Omdat wij geloven in een digitale toekomst, en omdat wij oneindig veel kansen en uitdagingen zien, maar vooral omdat wij erin geloven dat je de beste zorg kunt leveren als je innoveert. En daarmee hopen wij u te inspireren. Want alleen samen maken we mobiliteit mogelijk. De opbrengst van dit boek komt geheel ten gunste van het Liliane Fonds en wordt besteed aan ons gezamenlijke project in Rwanda, waarover wij u in hoofdstuk 17 graag meer vertellen. Text zorgprofessionals.livit.nl Bereikbaar Mail uw vraag naar