ETH-spin-off Spectroplast heeft een methode ontwikkeld om siliconenproducten te maken met een 3D-printer. Het jonge bedrijf is nu van plan om op maat gemaakte medische producten op de markt te brengen, zoals hoortoestellen, borstprothese voor borstkankerpatiënten en uiteindelijk zelfs kunstmatige hartkleppen.

Hun uiteindelijke doel is om levens te redden:de oprichters van de ETH-spin-off Spectroplast, Manuel Schaffner en Petar Stefanov, hebben een nieuw 3D-printproces ontwikkeld waarmee biocompatibele siliconenonderdelen kunnen worden gemaakt. "Op de lange termijn hopen we de technologie te gebruiken om medische implantaten aan te bieden, " zegt Schaffner, CEO van het jonge bedrijf. "En niet in standaard maten, zoals het geval is met conventionele kant-en-klare producten, maar op maat gemaakt om perfect bij de individuele patiënt te passen."

Tot nu, Additive Manufacturing produceert van oudsher objecten gemaakt van harde materialen zoals metaal, keramiek, of kunststof. Anderzijds, zachte elastische siliconen worden nog steeds uitsluitend gebruikt bij spuitgieten, waar verschillende elementen van het composietmateriaal worden samengesmolten bij extreem hoge temperaturen van rond de 300 graden. Het promotieonderzoek van Schaffner kwam met een nieuwe methode die het mogelijk maakt om zachte siliconen onderdelen te maken met een 3D-printer. Hij is van nature terughoudend om meer in detail te treden, uit angst om namaakproducten aan te moedigen.

Op maat gemaakte onderdelen met een druk op de knop

3D-printen heeft twee grote voordelen ten opzichte van het traditionele spuitgietproces:enerzijds is deze uiterst nauwkeurige methode in staat om voor het eerst zeer complexe vormen te produceren. ETH-onderzoekers hebben onlangs de nieuwe methode gebruikt om kunstmatige hartkleppen van siliconen te maken (zie ETH News-artikel). Anderzijds, het maakt de productie eenvoudiger en goedkoper, omdat er geen mallen nodig zijn:alles gebeurt met een druk op de knop. Dit maakt de weg vrij voor massaproductie van op maat gemaakte componenten.

Toch, het nog een paar jaar zal duren voordat het jonge bedrijf kunstmatige hartkleppen of implantaten die door 3D-printen zijn gemaakt, op de markt kan brengen, aangezien de relevante regelgevings- en goedkeuringsprocessen voor medische hulpmiddelen zeer complex en tijdrovend zijn. Daarom zal het bedrijf zich in eerste instantie concentreren op wat Schaffner 'levensverbeterende' in plaats van 'levensreddende' producten noemt. Siliconencomponenten zijn daarom zinvol waar op maat gemaakte onderdelen bijzonder voordelig zijn, zoals hoortoestellen of borstprothesen. "Vrouwen bij wie een borst is verwijderd vanwege kanker, bijvoorbeeld, vaak geconfronteerd met het lot om alleen te kunnen kiezen uit gestandaardiseerde borstprothesen, " legt Schaffner uit. "Sommigen vragen zelfs om de andere borst te verwijderen en te vervangen door een identiek gevormde prothese, puur omwille van de symmetrie." Een oplossing voor deze hachelijke situatie zou zijn om een ​​sjabloon op de computer te maken met behulp van een MRI- of CT-scan, een perfect gevormd model dat klaar is voor 3D-printen.

De medeoprichters van Spectroplast kennen elkaar uit hun tijd bij ETH. Na het behalen van zijn doctoraat in de interdisciplinaire natuurwetenschappen aan de afdeling Materialen, Manuel Schaffner was op zoek naar een ingenieur voor zijn project, en Petar Stefanov solliciteerde. Stefanov studeerde destijds elektrotechniek en informatietechnologie aan de ETH en was ook geïnteresseerd in Additive Manufacturing. "Tijdens het experimenteren met plastic vormen, we ontdekten dat er veel meer interesse is in de markt voor 3D-printen van siliconenonderdelen, " legt Schaffner uit. En dus besloot het paar een nieuw bedrijf op te richten om aan deze vraag te voldoen.

Investeringen zorgen voor groei

'S Werelds eerste zeer nauwkeurige 3D-siliconenprinter staat momenteel nog steeds in het laboratorium van het jonge bedrijf op de Hönggerberg-campus. Hoewel Spectroplast pas sinds vorig jaar actief is, de printer draait vrijwel non-stop. Volgens Schaffner, het klantenbestand is inmiddels gegroeid tot zo’n 200. “Momenteel werken we in ploegen, " hij zegt.

Tot nu toe heeft de 32-jarige alleen diensten kunnen afwisselen met mede-oprichter Stefanov om de printopdrachten te voltooien. Maar nu is een einde aan de productiestress in zicht:het Duitse AM Ventures Holding GmbH heeft zojuist 1,5 miljoen Zwitserse frank in de start-up geïnjecteerd, waardoor de jonge ondernemers tegen het einde van het jaar vier nieuwe medewerkers kunnen aanwerven. Tot nu toe, de mede-oprichters zijn erin geslaagd het hoofd boven water te houden dankzij financiering van de ETH Pioneer Fellowship en het Swiss Innovation Agency, Innosuisse.

Daarbovenop, de elektrotechnisch ingenieur Stefanov experimenteert ook met nieuwe printers waarmee de productiecapaciteit kan worden opgevoerd. "De tweede generatie moet tegen het einde van het jaar klaar zijn voor gebruik, " zegt de 27-jarige. Net als bij het eerste prototype, hij speelt met componenten van conventionele printers die hij modificeert voor het printen van siliconen. In de toekomst, Spectroplast wil niet alleen geld verdienen met 3D-printopdrachten, maar ook uit de verkoop van printers en verbruiksartikelen. Over twee jaar moet dit mogelijk zijn, volgens hun businessplan.