Duurzame medische technologie voor mens en milieu

Eenmalproducten die steriel zijn, vormen een groot deel van de afvalproductie in ziekenhuizen en huisartsenpraktijken. Duurzame medische technologie betekent het efficiënt omgaan met hulpbronnen met circulaire producten. © Pexels/Polina Tankilevitch

Met het WIR!-Bündnis »DIANA – Technologieën voor toekomstbestendige Point-of-Care-diagnostiek op basis van microgestructureerde fabricageprocessen en duurzame materialen« zal het Fraunhofer IWU samen met het Fraunhofer IZI en de SensLab GmbH de regio tussen Leipzig en Chemnitz uitbouwen tot een kernregio voor medische diagnostiek. © Fraunhofer IWU

Afvalstortplaatsen vaarwel: grondstoffen die in de medische technologie worden gebruikt, kunnen worden teruggebracht in de kringloop van waardevolle materialen – zelfs als ze niet meer geschikt zijn voor medische hulpmiddelen. Bijvoorbeeld een container voor de zuivering van afvalwater uit douche, bad en wastafel in particuliere huishoudens. © Pixabay

Steriele Einwegprodukte hebben een groot aandeel in de afvalproductie in ziekenhuizen en huisartsenpraktijken. Hoge hygiënenormen stellen bepaalde grenzen aan het principe »Reuse, Reduce, Recycle«. Desalniettemin zou de ambitie van duurzame medische technologie moeten zijn om efficiënter met hulpbronnen om te gaan en haar producten in een circulaire economie te integreren - zodat wegwerpproducten de weg naar recycling vinden in plaats van naar verbranding. Duurzame medische technologie houdt ook rekening met de mens in zijn individualiteit. Kunstmatige vervangingen (prothesen) of steunstructuren (orthesen) voor gewrichten en lichaamsdelen behouden of verbeteren de kwaliteit van leven, mits ze optimaal zijn afgestemd op de ergonomie en de behoeften van patiënten. Diagnostiek die snel en eenvoudig ter plaatse bij de patiënt kan worden ingezet (Point-of-Care), ook in regio's met weinig infrastructuur, kan levensreddend zijn. Het Fraunhofer IWU is ervan overtuigd: de bijdrage van de productie maakt telkens het verschil.

Hoe wegwerpfallen uit klinieken en huisartsenpraktijken worden omgezet in nieuwe medische producten…

Ziekenhuizen, klinieken en huisartsenpraktijken vormen de hoekstenen van het gezondheidssysteem. Bij de ziekenhuis- en ambulante behandeling van patiënten worden veel wegwerpproducten gebruikt, die volgens het statistisch federale bureau al vóór de COVID-pandemie ongeveer zeven tot acht ton afval per dag opleverden. Daarmee behoren ziekenhuizen al tot de grootste afvalproducenten in Duitsland. Tijdens de pandemie is de afvalproductie in de medische sector nog eens aanzienlijk toegenomen. Een trend die niet verenigbaar is met de doelstellingen van gesloten materiaalkringlopen en klimaatneutraliteit vóór het einde van de eeuw.

Het weggooien of verbranden van kunststof wegwerpproducten is het tegenovergestelde van hulpbronnenefficiëntie. Onderzoekers van het IWU zijn ervan overtuigd: het kan ook anders. Het doel van het project is om op middellange termijn een strategie te ontwikkelen voor de omgang met afval uit de medische technologie en deze te verankeren bij actoren in de gezondheidszorg. Daarbij staan vooral afval van klinieken centraal. Een succesvolle strategie moet dus antwoorden geven op kernvragen over de samenstelling van het afval, over de betrokken partijen binnen de procesketen, regelgeving, materiaalkringen en verwerking van gerecyclede materialen. Met inachtneming van deze prioriteiten moet aan het einde van het project een realistisch scenario beschikbaar zijn dat laat zien hoe medisch afval kan worden verzameld, gescheiden, verwerkt en hoogwaardig hergebruikt of gerecycled.

De mechanisch vervaardigde gerecyclede materialen worden verwerkt met drie fabricageprocessen (3D-printen, spuitgieten, SMC) om een product te ontwikkelen dat opnieuw in de kringloop van medische wegwerpproducten kan worden ingebracht of dat voor een minder gereguleerde sector kan worden gebruikt.

…of in containers voor de particuliere afvalwaterzuivering

Afvalbergen adieu: Als fabrikanten, ziekenhuizen, artsen en recyclingbedrijven de handen ineenslaan, kunnen materiaalkringlopen worden gesloten en gerecyclede materialen duurzaam worden ingezet – zonder extra werkdruk voor ziekenhuizen en huisartsenpraktijken. Een andere innovatieve aanpak voor het recyclen van medische wegwerpproducten kan helpen om grondstoffen uit de medische technologie terug te voeren in de waardekringloop – ook bij gerecyclede materialen die niet meer voor medische producten kunnen worden gebruikt. Denkbaar is bijvoorbeeld een container voor de verwerking van afvalwater uit douches, baden en wastafels in huishoudens. Daar is nog wel wat onderzoek voor nodig. Een project met maatschappelijke meerwaarde, waaraan iedereen kan meedoen: Afvalbergen adieu!

DIANA

Het WIR! Bondgenootschap DIANA zal in de regio tussen Chemnitz en Leipzig in de toekomst een leemte in de zorgvoorziening dichten en een netwerk voor de productie en toepassing van innovatieve Point-of-Care-diagnostiek opzetten. Deze zal eenvoudig, kosteneffectief en betrouwbaar meetgegevens over de gezondheidstoestand ter plaatse bij de patiënt mogelijk maken. Verdere toepassingen kunnen onder andere in sport en verzorging ontstaan. DIANA staat voor DIAgnostiek en Duurzaamheid en brengt ongeveer 80 partners samen, waaronder KMU, onderzoeksinstellingen en ondersteuners uit onderwijs en maatschappij.

De Point-of-Care-(PoC)-diagnostiek heeft tot doel decentrale, ter plaatse uitgevoerde analyses die ook buiten een laboratoriuminfrastructuur kunnen worden toegepast en vooral bij directe beslissingen of levensreddende maatregelen tijdwinst kunnen opleveren. Bij de ontwikkeling en vertaling van hooggeïntegreerde PoC-testsystemen is interdisciplinaire samenwerking tussen diagnostiek en productietechnologie cruciaal. Het Fraunhofer IWU zal daarbij zijn uitgebreide expertise op het gebied van productietechniek en microfabricatietechnologie inbrengen. Het bondgenootschap wordt geleid door de Fraunhofer-instituten IWU en IZI en de SensLab GmbH; ook het netwerk VEMASinnovativ is een belangrijke partner bij de strategische verdere ontwikkeling van DIANA.

ATeM

Het Duits-Polen prestatiecentrum ATeM (Additive Technology for Medicine and Health) onderzoekt nieuwe technologieën voor het gebruik van additive manufacturing in de medische technologie. De Fraunhofer-instituten voor materiaal- en straaltechniek IWS en voor gereedschapsmachines en vormgeving IWU werken in ATeM samen met de Faculteit Werktuigbouwkunde, het Center for Advanced Manufacturing Technologies (CAMT) van de Technische Universiteit Wroclaw en de universitaire klinieken in Dresden en Leipzig.

3D-printtechnologieën maken het mogelijk om in de medische technologie oplossingen op maat voor de patiënt te ontwikkelen en nieuwe, verbeterde eigenschappen en functies in de onderdelen te integreren. Dit is vaak niet alleen aanzienlijk goedkoper dan conventionele methoden, maar breidt ook het scala aan therapieën en behandelingsbenaderingen uit.