Formnext 2025 -tilannekatsauksen aiemmissa osissa käsiteltiin messujen laiteuutuuksia yleisesti, metallin jauhepetitekniikkaan liittyviä asioita, suuren kokoluokan muovi- ja komposiittitulostusta sekä betonitulostusta ja rakennusalaa. Tilannekatsauksen aiemmat osat löytyvät täältä.

Tässä katsauksessa keskitytään Formnextin terveysalaan liittyviin uutuuksiin ja osastoihin. Messuilla esiteltiin laaja kirjo ratkaisuja anatomisista koulutusmalleista potilaskohtaisiin implantteihin, ortooseihin, hengityslaitteisiin ja hammaslääketieteen sovelluksiin. Esillä oli myös lääketieteen sovelluksiin kehitettyjä ja sertifioituja materiaaleja sekä ohjelmistoratkaisuja.

Huomionarvoista oli myös se, että merkittävä osa Formnext 2025 Awards -palkituista ratkaisuista liittyi suoraan terveydenhuoltoon. Näihin kuuluivat esimerkiksi neurologiseen kuntoutukseen tarkoitettu Grabbit-harjoituslaite sekä potilaskohtaiset silikoniset hengitysmaskit hengitystukihoidon sovelluksiin erityisesti vastasyntyneille.

Aiemmissa tilannekatsauksissa nostettiin esille se, että 3D-tulostus ei ole enää ensisijaisesti prototyyppeihin soveltuva valmistusmenetelmä vaan sitä käytetään yhä enenevissä määrin myös lopputuotteiden sarjatuotannossa. Terveysalan käyttökohteissa oli näkyvissä myös sama trendi, vaikka tutkimus- ja prototyyppikäyttö säilyy edelleen merkittävänä sovelluskohteena.

Tähän tilannekatsaukseen on nostettu messuilta kerättyä tietoa ja esimerkkejä seuraavien terveysalaan liittyvien kategorioiden kautta:

• Anatomiset mallit ja lääketieteellinen koulutus
• Proteesit ja ortoosit
• Implantit ja biomateriaalit
• Hammaslääketieteen 3D-tulostus
• Lääketieteelliset laitteet
• Eläinlääketieteeseen liittyvät sovellukset
• Silikonitulostus ja pehmeät materiaalit
• Jälkikäsittely

Anatomiset mallit ja lääketieteellinen koulutus

3D‑tulostettuja anatomisia malleja hyödynnetään jo kohtuullisen laajasti kirurgisessa koulutuksessa, toimenpiteiden ennakkosuunnittelussa ja potilasviestinnässä.

Materiaalin suihkutukseen perustuva tulostus mahdollistaa värillisen tulostuksen, pehmeät materiaalit, läpinäkyvyyden ja realistisen tuntuman vokselitason tarkkuudella. Valokovetukseen perustuvat 3D-tulostimet mahdollistavat läpinäkyvyyden ja pehmeät materiaalit kustannustehokkaalla tavalla.

Yhä useammin anatomisiin malleihin yhdistettiin silikonisia tai elastisia osia, joilla simuloitiin pehmytkudosta. Tämä kehitys parantaa mallien pedagogista ja kliinistä arvoa huomattavasti verrattuna jäykkiin muovimalleihin.

Koulutussovellukset toimivat usein myös porttina laajempaan kliiniseen käyttöön: samaa dataa, jolla tuotetaan koulutusmalleja, voidaan hyödyntää kirurgisissa ohjureissa ja potilaskohtaisissa ratkaisuissa. Merkittävin ero tulee viranomaismääräysten huomioimisen puolelta, sillä MDR-asetus edellyttää hyväksyttyä prosessia kaikessa potilaan hoitoon liittyvässä toiminnassa silloin kun toiminta koskee lääkinnällisiä laitteita tai niiden valmistusta. Koulutusmallin valmistamisessa vaaditaan lähinnä datan anonymisointi, mutta saman datan käyttö potilaskohtaisten toimenpiteiden suunnittelussa edellyttää sertifioitua menettelyä (esim. ISO 13485) niin datan keräyksen, käsittelyn ja käytön kuin 3D-tulostuksenkin osalta. Vaatimuksen piirissä ovat niin potilaskohtaisen datan valmistelussa käytetyt ohjelmistot kuin tulostusmateriaalit, tulostimet, varsinainen tulostusprosessi sekä mahdolliset jälkikäsittelyvaiheet.

Messujen kaksi näyttävintä toimijaa anatomisten mallien osalta olivat materiaalin suihkutusjärjestelmiä valmistavat Stratasys ja Mimaki. Stratasys on alan pioneeri pitkällä kokemuksella ja yrityksen osastolla oli tänäkin vuonna lukuisia aiheeseen liittyviä esimerkkitulosteita. Stratasys valmistaa medikaalipuolelle räätälöityjä tulostuslaitteita, 3D-tulostusteknologioina mm. materiaalin suihkutus ja valokovetus.

Mimaki puolestaan ei valmista medikaalipuolelle erikseen räätälöityjä 3D-tulostimia, ja messuosastolla esillä olleet medikaalipuolen esimerkit olivat lähinnä visualisointi- ja koulutuskäyttöön valmistettuja anatomisia malleja.

Proteesit ja ortoosit

Erilaiset proteesi‑ ja ortoosisovellukset olivat yksi Formnext 2025:n yleisimmistä kliinisistä käyttökohteista. Näissä sovelluksissa 3D-tulostus on jo selvästi osoittanut etunsa perinteisiin valmistusmenetelmiin verrattuna.

Messuilla esiteltiin esimerkiksi jalka- ja käsiproteeseja, ranne- ja nilkkaortooseja, skolioosiortooseja ja yksilöllisiä pohjallisia. 3D-tulostus soveltuu hyvin näihin sovelluskohteisiin, sillä tavoitteena ovat tyypillisesti rakenteet, joissa yhdistyvät tarkka istuvuus, kevyt rakenne, mekaaninen kestävyys ja toistettavuus.

Lisäävän valmistuksen teknologioista käyttöön soveltuvat mm. jauhepetitekniikat (SLS, Multi Jet Fusion), valokovetus ja pursotusmenetelmät. Materiaaleista yleisin oli nylon (PA11 ja PA12), valokovettuvat resiinit ja TPU.

Proteesit ja ortoosit voivat olla rakenteeltaan hyvinkin monimutkaisia, jolloin parhaaseen lopputulokseen pääsemiseksi osa valmistetaan useista eri materiaaleista. Esimerkiksi TPU- ja PA-materiaalien yhdistäminen mahdollistaa rakenteet, joissa jäykkyys ja joustavuus voidaan optimoida paikallisesti.

Prosessin lähtökohtana toimii digitaalinen 3D-skannaus, minkä jälkeen automatisoitu suunnittelu nopeuttaa rakenteen valmistusta niin suunnittelu- kuin valmistusvaiheessakin. Tämä tarjoaa nopean toimitusketjun klinikasta potilaalle ja on hyvä esimerkki siitä, miten lisäävä valmistus mahdollistaa todellisen massaräätälöinnin ilman merkittävää kustannusten nousua.

Yksilöllisten pohjallisten valmistaminen oli messuilla esillä useammankin laitevalmistajan osastolla ja muodosti laajan sovelluskokonaisuuden. HP esitteli Multi Jet Fusion -teknologialla valmistettuja älypohjallisia, joissa integroidut anturit mittaavat satoja painepisteitä sekunnissa reaaliaikaisesti ja soveltuvat sekä ortopediseen diagnostiikkaan että urheilusuorituksen analysointiin.

Ortopediset kengänpohjalliset ovat hyvä esimerkki 3D-tulostukseen soveltuvasta tuotteesta, joka edellyttää massaräätälöintiä. 3D-tulostusta on hyödynnetty niiden valmistuksessa jo vuosia ja markkinoilla on lukuisia palveluntarjoajia aiheeseen liittyen. Viime vuosina myös kokonaisten jalkineiden ja kenkien valmistus 3D-tulostamalla on yleistynyt, vaikkakin niiden valmistusmäärät perinteiseen jalkinevalmistukseen verrattuna ovat vielä pieniä.

Implantit

Implanttien valmistus on teknisesti valmis lääketieteellinen sovelluskohde 3D-tulostamiselle, jossa hidastavana tekijänä on ollut lähinnä kustannusrakenne. Messuilla painotus olikin tuotantokyvykkyydessä ja standardienmukaisuudessa, mikä osaltaan osoittaa siirtymää kohti regulaatiovalmiita prosesseja. Implanttien valmistukseen löytyy soveltuvia materiaaleja, 3D-tulostusmenetelmiä, ohjelmistoja ja palveluntarjoajia.

Messuilla esiteltiin esimerkiksi reisiluun implantteja, lonkkamaljakuppeja, selkärangan fuusiokappaleita ja potilaskohtaisia selkärankaimplantteja.

Useat esillä olleet implantit olivat valmistettu titaanista (Ti6Al4V-ELI), joka täyttää mm. ASTM F3001-standardin vaatimukset. Huokoisuus ja trabekulaariset pinnat parantavat osseointegraatiota ja nopeuttavat luukiinnittymistä. Osseointegraatiolla tarkoitetaan implantin kiinnittymistä suoraan elävään luuhun ilman välikudosta. Tämä on keskeinen edellytys mm. useille potilaskohtaisille ortopedisille implanteille.

Metallien rinnalle on noussut muita vaihtoehtoisia implanttimateriaaleja, erityisesti PEEK. Ne ovat nopeasti kasvava sovellusalue erityisesti kasvo- ja kallokirurgiassa. Messuilla esiteltiin potilaskohtaisia CMF-alueen (cranio-maxillofacial) PEEK-implantteja, jotka ovat kevyempiä titaanirakenteisiin verrattuna ja joiden elastisuusmoduuli on lähempänä luuta kuin titaanilla.

Lisäksi esillä oli bioresoboituvia ja pehmytkudosta tukevia rakenteita erityisesti rekonstruktiivisen kirurgian tarpeisiin. Esimerkiksi Rodin-implantti toimii rasvakudossiirteen tukirakenteena ja hajoaa elimistössä hydrolyysin kautta. Näissä sovelluksissa additiivinen valmistus mahdollistaa geometriat ja rakenteet, joita ei perinteisillä menetelmillä voida valmistaa.

Hammaslääketieteen 3D-tulostus

Hammaslääketiede on yksi suurimpia ja nopeimmin teollistuvia sovellusalueita terveysalalla ja messut osoittivat, että toimiala edustaa lisäävän valmistuksen kypsintä osa-aluetta. Messuesimerkkien perusteella 3D-tulostus on monissa hammaslaboratorioissa jo ensisijainen valmistusmenetelmä.

Messuilla nähtiin kruunujen, siltojen ja implanttikomponenttien sarjatuotantoa, jossa yhdellä tulostusajolla valmistetaan kymmeniä tai jopa satoja yksilöllisiä kappaleita. 3D-tulostusmateriaalit tuottavat tiiviitä rakenteita, joiden laatu ja toistettavuus täyttävät kliiniset vaatimukset.

Tämän lisäksi esillä oli mm. oikomiskalvoja, jotka korostivat 3D-tulostuksen massaräätälöintikykyä, eli yksilöllisyyden yhdistämistä suureen volyymiin. Hammaslääketieteen sektori toimii hyvänä esimerkkinä siitä, miten regulaation alaisessa ympäristössä voidaan saavuttaa taloudellisesti kestävä, digitaalinen tuotantomalli.

Stratasys esitteli osastollaan materiaalin suihkutukseen perustuvaa DentaJet-tulostinmallistoa. Tähän liittyen osastolla oli ”Multi-Material Tray” -esimerkki, jossa oli yhdessä tulostusajossa sijoitettuna samanaikaisesti implanttimalleja, kirurgisia ohjureita, ienmaskeja ja proteesikomponentteja. Yrityksen FDA- ja CE-hyväksytty TrueDent-materiaali puolestaan mahdollistaa irrotettavien hammasproteesien monoliittisen täysvärisen tulostuksen ilman jälkikokoonpanoa.

Eteläkorealainen Graphy esitteli messuilla uutta oikomiskalvomateriaaliaan otsikolla ”world first direct 3D-printable shape memory aligner”. Materiaalin tarkempi nimi on ”Tera Harz TC-85 DAC” ja se on CE-merkitty, mutta FDA-hyväksyntä oli messujen aikaan vielä ilmeisesti kesken. Käytännössä yritys tarkoitti mainoslauseellaan sitä, että kyseessä on kliinisesti hyväksytty resiini, jolla voidaan valmistaa 3D-tulostettuja oikomiskalvoja.

Align Technology käyttää 3D-tulostusta InvisAlign® -oikomiskalvojen valmistuksessa, ja yritys on suunnannäyttäjä 3D-tulostuksen yhdistämisessä digitaaliseen tuotantoon. Kyseessä on hyvin todennäköisesti maailman eniten valmistettu, 3D-tulostukseen perustuva tuote sillä jo pelkästään Align Technologyn tuotantokapasiteetti on yli miljoona yksilöllistä kappaletta päivässä. Yritys onkin käytännössä maailman suurin yksittäinen 3D-tulostuksen hyödyntäjä teollisessa tuotannossa tällä hetkellä. On kuitenkin hyvä muistaa, että nykyisessä valmistusprosessissa lopputuotetta ei valmisteta 3D-tulostamalla, vaan siinä 3D-tulostetaan jokaisesta hoitovaiheesta muotti, jota käytetään lopputuotteen valmistuksessa. Tämä voi tulevaisuudessa muuttua, sillä Align Technology hankki muutama vuosi sitten itävaltalaisen Hot Lithography -tulostusteknologian kehittäneen Cubicure-laitevalmistajan. Kaupan myötä se pyrkii eroon muottityövaiheesta ja kohti suoraan 3D-tulostettuja lopputuotteita. Yritys onkin tuonut jo markkinoille ensimmäisen tuotteen Cubicuren laitteilla valmistettuna. Kyseessä on ”InvisAlign Palatal Expander System”.

Cubicuren osastolla ei kuitenkaan ollut esillä oikomiskalvojen tulostukseen liittyviä esimerkkitulosteita, mikä viittaisi siihen, että Align Technology haluaa pitää tähän liittyvän tuotekehityksen vielä omissa käsissään kilpailuetua tavoitellessaan. Markkinoille on viime vuosina tullut useita kilpailijoita, jotka myös hyödyntävät 3D-tulostusta toiminnassaan.

Mielenkiintoisena hammaslääketieteeseen liittyvänä innovaationa messuilla esiteltiin Fidentiksen multimateriaalitulostusprosessi, joka mahdollistaa jalometallien ja ei-jalometallien yhdistämisen samaan kappaleeseen teleskooppikruunuissa. Fidentis on Fraunhoferin spin-offina käynnistynyt saksalainen startup-yritys, joka pyrkii teollistamaan laadukkaiden hammasproteesien valmistuksen suurissa tuotantomäärissä. Yrityksen kehittämä prosessi ratkaisee yhden protetiikan keskeisistä valmistushaasteista: eri metallien yhdistämisen samaan rakenteeseen ilman perinteistä juotosta tai valua. Lisäksi se mahdollistaa materiaalipareja, joita ei aiemmin voitu yhdistää tehokkaasti perinteisin menetelmin.

Prosessi perustuu jauhepetitulostuksen ja suorakerrostuksen yhdistämiseen. Prosessi toimii normaalin jauhepetitulostuksen tapaan siihen asti, kunnes tulostusmateriaalia halutaan vaihtaa. Tällöin käsivarsirobotti käy tulostamassa jauhepetiin tulostusprosessin aikana, jonka jälkeen jauhepetiprosessia jatketaan. Periaatteessa tämä mahdollistaa lukuisten eri materiaalien käyttämisen saman tulostusprosessin aikana ja materiaalien välinen rajapinta syntyy metallurgisesti ilman jälkikäsittelyliitoksia. Tulostusprosessin jälkeen tulostettu kappale viimeistellään jyrsimällä nollapistekiinnitintä hyödyntäen, mikä mahdollistaa valmistusprosessin automatisoinnin.

Lääketieteelliset laitteet

3D-tulostus tarjoaa lääketieteellisten laitteiden valmistukseen runsaasti uusia mahdollisuuksia sekä geometrisen vapauden että uusien materiaalien myötä. Messuilla oli esillä runsaasti esimerkkejä lääketieteellisistä laitteista, tutkimuksellisista kokeiluversioista prototyyppeihin ja tuotantovalmiisiin laitteisiin.

Seuraavassa kuvassa kaksi vasemmanpuoleista laitetta voittivat Formnext 2025 awards -kilpailussa oman kategoriansa. Vasemmalla olevassa kuvassa on Grabbit -käsiharjoituslaite potilaille, joilla on vamman tai neurologisen sairauden aiheuttamia käden koordinaatiovaikeuksia. Kyseessä on kolmen käsiharjoitusvälineen sarja: pallo (puristusliikkeet), rengas (ojentajalihakset) ja kartio (lämpö/kylmästimulaatio). Grabbitin keskeinen innovaatio on jauhepetitekniikalla tulostettu TPU-hilarakenne, joka mahdollistaa mukautuvan vastuksen, aktivoi verenkiertoa ja mahdollistaa lämpö- ja kylmäenergian tasaisen jakautumisen.

Keskellä olevassa kuvassa on puolestaan 3DMyMask, yksilöllisesti valmistettu silikoninen hengitysmaski, joka parantaa esimerkiksi hengitysvaikeusoireyhtymien hoitoa. Yksilöllinen valmistus tapahtuu 3D-skannatun potilasdatan perusteella. Ratkaisu parantaa maskin istuvuutta erityisesti vastasyntyneiden hoidossa. Kuvassa oikealla silikonista tulostettu kylmähoitotuki. Silikonimateriaalien tulostus oli messuilla aiempia vuosia enemmän näkyvillä useissa käyttökohteissa myös teollisella puolella.

Seuraavassa kuvassa vasemmalla oleva FloSonix Air Flow Router & Cuff -osa oli esimerkkinä loppukäyttöön tarkoitetusta 3D-tulostetusta lääkinnällisen laitteen komponentista. Komponentti kuuluu täiden hoitoon tarkoitettuun lämminilmaterapialaitteen rakenteeseen. Kyse ei ole erillisestä potilaan käyttämästä implantista tai apuvälineestä, vaan laitteen ilmavirran ohjaus- ja käsittelyosista. Laitteella ohjataan kontrolloitua lämmitettyä ilmavirtaa hiuspohjaan, mikä kuivattaa täin munat. 3D-tulostamalla integroitiin useat ilmakanavat yhteen osaan ja mahdollistettiin kevyt rakenne.

Kuvassa oikealla on puolestaan wolframista 3D-tulostettu monireikäinen kollimaattori SPECT -kuvantamiseen. Osa toimi esimerkkinä lääketieteellisen kuvantamisen korkean tarkkuuden komponentista. Kollimaattori sisältää useita pieniä apertuureja, joiden kautta säteily ohjataan detektorille samanaikaisesti eri kulmista.

Eläinlääketieteen sovelluskohteet

Messuilla oli lisäksi esillä joitakin esimerkkejä eläinlääketieteeseen liittyen. Samaan tapaan kuin ihmispotilaillekin, 3D-tulostusta on käytetty jo useiden vuosien mm. proteesien ja implanttien valmistukseen eläimille. Myös hyödyt ja tarpeet ovat periaatteessa samat, esimerkiksi potilaskohtainen räätälöinti ja pienet eräkoot.

Messuilla näkyi eläinlääketieteen tarpeisiin erilaisia 3D-tulostettuja proteeseja ja ortooseja, hoitolaitteita, pieneläinkuvantamisen komponentteja ja kirurgista suunnittelua tukevia ratkaisuja. Lemmikeille ja tuotantoeläimille valmistettavat raajaproteesit, tukilaitteet ja suojat ovat konkreettisia esimerkkejä 3D-tulostuksen hyödyistä eläinlääketieteen puolella.

Koska periaatteessa tarve ja käyttöolosuhteet ovat samat kuin ihmisilläkin, toimii eläinlääketieteen sektori myös viranomaismääräyksiltään kevyempänä testialustana uusille teknologioille. Monet terveysalan sovelluksiin tähtäävät ratkaisut voidaan pilotoida ensin eläinlääketieteessä, mikä nopeuttaa kehitystä ja vähentää riskejä.

Muuta aiheeseen liittyvää

Silikonitulostus ja elastomeeriset materiaalit olivat tänä vuonna messuilla aiempia vuosia vahvemmin esillä. Näihin liittyvistä uusista innovaatioista ja laitteista kerrottiinkin tilannekatsauksen 1. osassa. 3D-tulostettuja silikoniosia oli esillä terveysalan käyttökohteissa erityisesti anatomisten mallien ja koulutusvälineiden osalta mutta myös erilaisissa suojissa, CPAP-maskeissa, kompressiolaitteissa ja wearable-ratkaisuissa. Lisäksi TPU oli materiaalina useissa proteeseissa ja ortooseissa. 3D-tulostus mahdollistaa yksilöllisen istuvuuden ja paikallisesti vaihtelevat mekaaniset ominaisuudet, mikä on ratkaisevaa pitkäaikaisessa käytössä ja käyttömukavuudessa.

Seuraavassa kuvassa vasemmalla 3Deus Dynamics -yrityksen osastolla esillä olleita anatomisia esimerkkikappaleita. Yritys tarjoaa lääketieteellisten laitteiden valmistuspalveluja ja ISO13485 -laatujärjestelmää. Kuvassa keskellä on koulutuskäyttöä varten valmistettu ihotuloste. Tulostukseen on käytetty S300X-LIQ21/LIQ11 -tulostinta, joka mahdollistaa toisen materiaalin käyttämisen samassa kappaleessa silikonin lisäksi. Ihon elastisen silikonikerroksen materiaalina on COPSIL 40ShA  ja lisäksi kappaleeseen on tulostettu verikanavat eri materiaalilla. Oikealla PureDynen osastolla esillä ollut tulostuspää ja silikonista tulostettu anatominen malli korvasta.

Seuraavassa kuvassa vasemmalla silikonista tulostettu suojakypärän kenno, keskellä hengitysmaski ja oikealla TPU:sta tulostettu proteettinen hanska.

3D-tulosteiden jälkikäsittely

3D-tulostettujen osien jälkikäsittely on usein tärkeä tuotantovaihe silloin, kun osa valmistetaan lääketieteellistä käyttöä varten. Jälkikäsittelytarpeita tulee paitsi ulkonäön ja materiaaliominaisuuksien, myös puhdistettavuuden, turvallisuuden ja hyväksyttävyyden kannalta.

Tyypillisiä jälkikäsittelyprosesseja muovitulosteille ovat kuulapuhallus, hionta, värjäys ja kiillotus. Viime vuosina yleistynyt höyrykiillotus (vapor smoothing) soveltuu hyvin kovempien materiaalien lisäksi myös elastomeerien kiillotukseen. Messuilla oli esillä useita laitevalmistajia ja laiteratkaisuja kaikkiin edellä mainittuihin prosesseihin. Värjäyksen ja puhalluksen osalta yksi viime vuosien näkyvimmistä toimijoista 3D-tulostusalalla on DyeMansion, jonka valikoimassa on niin yksittäisiä laitteita kuin automaattisia tuotantolinjojakin.

Seuraavassa kuvassa vasemmalla ortooseja menossa DyeMansionin  värjäyslinjalla, keskellä värjättyjä osia. Oikealla AMT PostPro SF100 höyrykiillotuslaitteisto, jossa kiillotuksessa yläraajan proteesikuoria. 3D-tulostusmenetelmänä osissa on ollut jauhepetitekniikka (HP MJF) ja materiaalina Ultrasint TPU01.

Metallitulosteille yleisiä jälkikäsittelyvaiheita lämpökäsittelyn lisäksi ovat kuulapuhallus, koneistus ja elektrolyyttinen kiillotus. Näillä saavutetaan mm. implanttien pinnankarheusvaatimukset, sterilointivalmius ja mekaaninen suorituskyky.

Muita messuilla esillä olleita jälkikäsittelyvaihtoehtoja olivat mm. MMP® (Micro Machining Process) -kiillotus sekä Suginon osastolla Cavitation Water jet Peening Technology (CWJP™), jonka mainostettiin parantavan osien väsymiskestävyyttä ja pinnanlaatua.

Elektrolyyttikiillotuslaitteita ja esimerkkikappaleita oli esillä mm. DLyten ja Holdsonin osastoilla. Espanjalainen DLyte on yksi tunnetuimmista elektrolyyttikiillotuslaitteita tarjoavista laitevalmistajista metallin 3D-tulosteille. Holdson on englantilainen laitevalmistaja, joka oli messuilla uutena jälkikäsittelyratkaisujen tarjoajana esillä. Yritys mainosti messuilla laitteidensa olevan kilpailukykyinen vaihtoehto DLytelle.

Volumetrinen tulostus ja biotulostus

Volumetrinen tulostus on vielä tulossa oleva tekniikka, johon kuitenkin löytyy jo muutamia laitevalmistajia. Kyseessä on valokovetukseen perustuva teknologia, jossa kappale kovetetaan useista suunnista projektoiduilla valokentillä. Kappale kovettuu niiden risteyskohdassa nopeasti ja ilman kerroksellisuutta. Tämä mahdollistaa osan valmistumisen suljetussa astiassa ilman tukirakenteita, mikä tarjoaa uusia mahdollisuuksia mm. biotulostuksen sovelluksiin. Toistaiseksi volumetristen tulostimien tulostustilavuudet ovat pieniä, mutta teknologia on ainakin periaatteessa skaalattavissa suurempiinkin tilavuuksiin.

Volumetrisia tulostuslaitteita esitteli messuilla kaksi laitevalmistajaa: Xolo ja Perfi. Xolo on ensimmäisiä laitevalmistajia, jolla on tarjolla volumetrisia tulostimia. Messuilla oli esillä kaksi eri laitetta: Xell ja Xube². Näistä Xell on suunnattu biotulostuksen tarpeisiin ja sille ilmoitetaan tarkkuudeksi n. 10 µm ja nopeudeksi 3 mm/min. Xube² on suunnattu tutkimukseen ja tulostustilavuus (10×17 – 30×50 mm) riippuu käytetystä resoluutiosta (5 – 15 µm). Tulostusnopeudeksi sille ilmoitetaan jopa 6 mm/min.

Perfi puolestaan on uusi tulokas laitevalmistajien joukossa ja yksi Formnext Awards-voittajista. Yritys esitteli tulossa olevaa Perfi Lumin -laitettaan, jossa tekniikka on sama, mutta prosessissa pyörivä valonlähde kiertää tulostustilavuutta. Laite ja sillä tehtyjä esimerkkitulosteita oli esillä messuilla yrityksen osastolla, mutta laitteen tarkempia speksejä ei ole vielä kerrottu julkisuuteen.

Biotulostuksen osalta messuilla oli esillä useampiakin vaihtoehtoja, joista tähän on poimittu neljä.

PureDyne on saksalaisen ViscoTecin kehittämä biotulostusbrändi, joka valmistaa ekstruusiopohjaisia biotulostuspäitä ja biomateriaalien annostelujärjestelmiä. PureDyne käyttää teknologiastaan nimitystä Progressive Cavity Dispensing. Yritys mainostaa sen soveltuvan mm. hydrogeeleille, solupitoisille biomusteille, keramiikkapastoille ja korkean viskositeetin elastomeereille (esim. silikoni), johtaville musteille ja biomolekyyliliuoksille.

Korealainen Carima esitteli messuilla ZENESIS-biotulostusjärjestelmäänsä. Kyseessä on DLP-pohjainen solutulostusalusta, jossa tulostetaan näytteitä suoraan lasialustoille. Yrityksen mukaan järjestelmä mahdollistaa jopa 300 näytteen tulostuksen minuutissa ja on suunnattu mm. tutkimuslaboratorioihin, lääkekehitykseen ja kudosmallien valmistukseen.

Brinter oli yksi FAMEn Nordic Pavilion -yhteisosaston suomalaisista yrityksistä. Yrityksen laitteet perustuvat ekstruusiopohjaiseen biotulostukseen. Modulaarinen järjestelmä mahdollistaa hydrogeeli- ja solupitoisten biomusteiden sekä termoplastisten tukirakenteiden yhdistämisen samaan rakenteeseen. Teknologiaa kehitetään erityisesti regeneratiivisiin kudosimplantteihin, kuten jänne- ja ligamenttikorjaukseen, sekä tutkimus- ja lääkekehityssovelluksiin.

Itävaltalainen Biomotion oli messuilla esittelemässä ExplorerONE biotulostintaan ja mukana Formnext kilpailussa startup-kategoriassa. Messuosastolta otetussa kuvassa tulostinta ei kuitenkaan näkynyt, josta johtuen kuva on yrityksen verkkosivuilta. Yrityksen mukaan sen ExplorerONE -biotulostin on suunnattu tutkimuslaboratorioihin, kudosmallien valmistukseen, in-vitro mallinnukseen ja lääkeaineseulontasovelluksiin.

Edellä mainittujen asioiden lisäksi messuilla oli muutamia terveysteknologiaan liittyviä ohjelmistoratkaisuja. Spherene on Ntop-, Rhino-, Grasshopper ja Autodesk Fusion -ohjelmistoihin tarkoitettu lisäosa, jolla voidaan luoda pallogeometriaan perustuvia hilarakenteita (metamateriaaleja). Näitä hyödynnetään erityisesti 3D-tulostetuissa implanteissa, ortooseissa ja biomekaanisissa rakenteissa. Metamateriaalien avulla voidaan esimerkiksi optimoida implanttien jäykkyyttä, huokoisuutta ja painoa sekä parantaa luukiinnittymistä 3D-tulostetuissa rakenteissa.

Trinckle esitteli messuilla kahta eri selainpohjaista pilvipalveluohjelmistoa. Paramate-alustan avulla voidaan automatisoida yksilöllisesti räätälöitävien tuotteiden parametrista suunnittelua. Messuilla yritys esitteli Paramaten soveltuvuutta mm. hammasimplanttien ja kirurgisten ohjurien suunnittelun automatisointiin.

Orthomate on puolestaan yrityksen kehittämä parametrinen suunnittelusovellus erityisesti ortoosien ja muiden yksilöllisten apuvälineiden automatisoituun mallinnukseen. Se perustuu samaan toimintaperiaatteeseen ja teknologiaan kuin Paramate, mutta on suunnattu suoraan kliiniseen ortotiikkatyöhön. Orthomaten tarkoituksena on mahdollistaa potilaskohtaisten ortoosien parametrinen suunnittelu ilman CAD-osaamista. Sovellus hyödyntää 3D-skannausdataa ja automatisoitua geometrian generointia, mikä nopeuttaa yksilöllisten tukirakenteiden valmistusta additiivisessa tuotannossa.

Messujen tarjontaa yleisellä tasolla katsoessa on aika selvää, että 3D-tulostuksen käyttö lääketieteen ja hammaslääketieteen käyttökohteissa siirtyy kohti laajamittaista kliinistä käyttöä. Hieman yleistäen voidaan todeta, että terveydenhuollon 3D-tulostus ei enää rajoitu prototyyppeihin tai opetuskäyttöön, vaan siitä on muodostumassa keskeinen osa yksilöllistä lääketiedettä ja digitaalista hoitoketjua.

Toimialalla on jo teknisesti kypsiä segmenttejä kuten hammaslääketiede ja ortoosit & proteesit joihin löytyy soveltuvia 3D-tulostuslaitteita, materiaaleja, ohjelmistoja ja palveluntarjoajia. Valmistusmenetelmän leviämiseen uusille käyttöalueille vaikuttaa olennaisesti digitaaliset työnkulut ja automaattisten jälkikäsittelyvaiheiden integrointi osaksi valmistusprosessia.

---

Kirjoittaja

Antti Alonen, TKI-asiantuntija, Savonia-ammattikorkeakoulu

---

Tämä artikkeli on toteutettu 3D-tulostus terveysalan sovelluskohteissa (T3D) -hankkeessa.

Hanke rahoitetaan AKKE-määrärahalla (Alueiden kestävän kasvun ja elinvoiman tukeminen), jonka hallinnoiva viranomainen on Pohjois-Savon liitto.

Lähteet

Formnext 2025 -tapahtuma