Usability of additive manufacturing in the field medical system

Abstract

The aim of this thesis was to find a medical solution from the field of additive manufacturing which can be used to support the Finnish Defence Force’s field medical system. Recent wars in the world have pointed out many problems in combat casualty care: long medical material supply chains contain several risks and unreliabilities, which reduces supply chain security. Additive manufacturing is a fast-developing field and new medical applications are created continually. Local production with biobased raw materials shortens and reduces risks in the medical materials supply chain. Production with biobased raw materials is a more environmentally friendly solution compared to fossil-based raw materials. It is possible to produce medical products for individual soldier and medical groups with lower overall costs compared to those produced conventionally. The average profiles of injuries diverges from injury profiles in normal conditions, and 3D bioprinting offers possibilities to print medical models which can be used to support training in field medical measures, which reduces the need for using animals for training purposes.

Diplomityön tavoitteena oli selvittää lisäävän valmistusmenetelmän käytettävyyttä osana Puolustusvoimien kenttälääkintäjärjestelmää. Perinteiset lääkintämateriaalien toimitusketjut ovat pitkiä ja muodostuvat useista toimijoista. Moniportainen toimitusketju sisältävää riskejä ja epävarmuustekijöitä, jotka heikentävät materiaalista huoltovarmuutta. Lisäävän valmistusmenetelmän nopea kehittyminen mahdollistaa uusien lääkinnällisten sovellusten tuottamisen. Tuotteiden valmistus paikallisesti biopohjaisista raaka-aineista lyhentää toimitusketjua ja sisältää perinteistä toimitusketjua vähemmän riskejä. Biopohjaisten tulostusmateriaalien käyttö vähentää haitallisia päästöjä ja on ympäristöystävällisempi ratkaisu kuin fossiiliset tulostusmateriaalit. Lisäävä valmistus mahdollistaa keskeisimpien lääkintämateriaalien valmistamisen yksittäiselle sotilaalle, sekä lääkintäryhmille. Suunnittelussa voidaan paremmin huomioida erilaisten käyttöolosuhteiden asettamat vaatimukset ja tuotteet voidaan helposti muokata vaadittuihin olosuhteisiin. Lisäksi kokonaiskustannukset ovat merkittävästi pienemmät kuin perinteisellä valmistusmenetelmällä tuotetuilla vastaavilla tuotteilla. 3D-biotulostus mahdollistaa lääkinnällisten mallien tulostuksen ja malleja voidaan hyödyntää hoitotoimenpiteiden opettelussa, joka vähentää tarvetta käyttää koe-eläimiä koulutuksessa.