Wanneer iemand een harde klap maakt, bijvoorbeeld tijdens het sporten, kan een reflexmatige poging om de val op te vangen leiden tot botbreuken in de handen en voeten. Een enkelbreuk is een breuk in een van de botten van de enkel, die op meerdere plaatsen kan breken of als een scheur kan ontstaan. Een veel voorkomende enkelbreuk is in het kuitbeen. De ernst van de breuk varieert: bij een "nette breuk" blijven de botdelen tegen elkaar zitten, terwijl ze bij een ernstigere breuk verschoven of verplaatst kunnen zijn. In het ergste geval steekt een bot door de huid, wat een open botbreuk wordt genoemd.
De ontwikkeling van 3D-printtechnologie biedt echter hoop voor de toekomst van de behandeling van botbreuken en andere aandoeningen.
Robothanden en 3D-geprinte botten
Wetenschappers van de Universiteit van Washington hebben een robothand ontwikkeld die sterk lijkt op een echte hand en de bewegingen ervan nauwkeurig kan nabootsen. Deze robothand is gemaakt met een 3D-printer, waarmee de "botjes" zijn geprint. Deze botjes zijn verbonden met gewrichten en pezen van plastic en rubber. Tien kleine motortjes zorgen voor de beweging van de hand, die zich onder de hand bij de pols bevinden.
Hoewel sommigen deze uitvinding spectaculair noemen, zijn er ook kritische geluiden. Stefano Stramigioli, hoogleraar Advanced Robotics aan de Universiteit Twente, vindt de robothand indrukwekkend, maar betwijfelt of deze op korte termijn als prothese beschikbaar zal zijn. Hij wijst op het gewicht, het gebrek aan robuustheid en de complexiteit van de hand, waardoor deze mogelijk niet sterk genoeg is en makkelijk kapot kan gaan. Stramigioli geeft de voorkeur aan een prothese van Antonio Bicchi, die er minder flitsend uitziet, maar functioneler is.
Toch ziet Stramigioli wel degelijk de waarde van de robothand uit Washington. Het onderzoek en het ontwikkelingsproces leveren waardevolle inzichten op in de samenwerking tussen spieren. Het Pentagon heeft interesse getoond in de robothand en het bijbehorende onderzoek, mogelijk voor revalidatie van gewonde militairen. Stramigioli verwacht echter niet dat er op korte termijn een robothand zal worden ontwikkeld die dezelfde sensitiviteit heeft als een echte hand.
Lees ook: Een diepgaande blik op de historische prestaties van het Duitse Dames Hockeyteam.
3D-printen van organen: een laboratorium in Utrecht
In Utrecht wordt er ook gewerkt aan de toekomst van 3D-printen in de medische sector. Het Fieldlab, een samenwerking tussen onder meer de Hogeschool Utrecht, het UMC Utrecht en Stichting ProtoSpace, heeft als doel om binnen 50 jaar een 3D-printer te ontwikkelen die organen van menselijke cellen kan maken.
In het laboratorium van Rik Lafeber, docent aan de Hogeschool Utrecht, worden nu al kunststof botten geprint. Een nieuwe printkop kan weefsel printen door middel van gels met menselijke cellen of proefcellen. De onderzoekers hopen binnen 10 tot 15 jaar kraakbeen te kunnen printen van cellen uit het lichaam van de patiënt, en over 50 jaar wellicht zelfs een nier of een long.
Het printen van organen op maat met de eigen cellen van de patiënt heeft veel voordelen. Het lichaam zal het orgaan minder snel afstoten, waardoor de noodzaak van afweeronderdrukkende medicijnen vermindert.
De creatieve geest van Joris Laarman
Joris Laarman, een digitaal designer en kunstenaar, gebruikt 3D-printers om bijzondere stoelen en andere objecten te ontwerpen. Zijn werk is te zien geweest in een grote overzichtstentoonstelling in het Groninger Museum, die vervolgens een wereldtournee maakte.
Laarman combineert klassieke traditie met innovatie in zijn werk. Een voorbeeld hiervan is zijn Bone Chair, waarvan exemplaren zijn aangekocht door het Rijksmuseum en het MOMA in New York. De mal voor de stoel is een 3D-print, en de stoelen zijn gegoten. De organische vorm van de stoel is ontstaan door een speciaal computerprogramma dat de optimale groei van menselijke botten simuleert.
Lees ook: De evolutie van hockey: een gedetailleerde analyse
Laarman ziet de mogelijkheden van digitale fabricage als een revolutie die de wereldeconomie zal veranderen. Hij gelooft dat het produceren weer terugkomt in de samenleving, en dat het werkgelegenheid schept voor zowel laagopgeleide meubelmakers als hoogopgeleide computerspecialisten.
Samen met partners heeft Laarman het bedrijf MX-3D opgericht op de NDSM-werf in Amsterdam. Ze zijn begonnen met het 3D-printen van staal, wat heeft geleid tot de Groninger Dragon, een kronkelobject met een stalen visnethuid. MX3D heeft ook een ontwerp gemaakt voor een brug over de Amsterdamse Oudezijds Achterburgwal, die met hun digitale techniek kan worden gelast.
Laarman is zelfs benaderd door partijen om over de ruimte te praten, mogelijk inclusief NASA.
Spellen en programmeren met robots
Naast medische toepassingen en design, wordt 3D-printen ook gebruikt in de wereld van spellen en educatie. Er zijn diverse 3D-printbare accessoires beschikbaar voor de Ozobot, een programmeerbare robot die kinderen spelenderwijs leert programmeren. Met deze accessoires kan de Ozobot worden omgetoverd tot een bowlingbal, bulldozer, of zelfs een hockey stick.
Ozobot is geschikt voor elk onderwijsniveau en kan worden geprogrammeerd met kleurcodes of met de online programmeertool Ozoblockly. De lessen zijn opgebouwd van beginner tot gevorderd niveau en dekken de 21e-eeuwse vaardigheden die een verplicht onderdeel zijn binnen het basisonderwijs.
Lees ook: Een overzicht van de carrière van Chloe Hockey en haar bijdrage aan het Nederlandse hockey.
Er zijn verschillende Ozobot modellen beschikbaar, elk met unieke mogelijkheden:
- Ozobot Bit+: Een toegankelijke robot voor het leren programmeren via lijnen en kleurcodes.
- Ozobot Evo: Biedt uitgebreidere programmeermogelijkheden met extra sensoren, geluidsfuncties en programmeerbare LED’s. Ondersteunt ook programmeren met Python.
- Ozobot Ari: De meest geavanceerde Ozobot met een ingebouwd touchscreen, WiFi, speaker, microfoon en diverse sensoren voor AI-toepassingen.