Proclaim Health ist ein Hersteller medizinischer Geräte mit Sitz in Mountain View, Kalifornien. Das erste Produkt des Unternehmens basiert auf der Entwicklung eines bahnbrechenden 3D-gedruckten Mundgesundheitssystems für den Hausgebrauch. Proclaim wollte eine Lösung für das Problem finden, dass viele Menschen keine Zahnseide verwenden – oder Zahnseide nicht effektiv verwenden, sagte David Motorhaube, Director of Marketing Dental Professional Channel, bei Proclaim Health. Zahnfleischerkrankungen sind ein weit verbreitetes Problem. Zahlreiche Studien zeigen, dass es einen Zusammenhang gibt zwischen Zahnfleischerkrankungen und systemischen Erkrankungen wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes und vielen mehr. Deshalb wollte das Unternehmen ein Produkt entwickeln, das den Menschen durch Revolutionierung der Zahnpflege zu Hause hilft, ihre Mund- und Allgemeingesundheit zu verbessern.
Proclaim hatte eine völlig neue Art der Interdentalreinigung im Sinn, die die traditionelle Zahnseide oder Munddusche ersetzen sollte. Das Unternehmen entwickelte ein Konzept – das Proclaim Custom-Jet Oral Health System – das den Mund des Kunden in nur sieben Sekunden mit Hochdruck reinigt. Das Unternehmen wollte jedes System auf der Grundlage von Zahnscans an den Mund des jeweiligen Kunden anpassen, um eine maximale Wirksamkeit zu erzielen. Da es so etwas auf dem Dentaltechnik-Markt nicht gab, setzten die Ingenieure von Proclaim die Idee in die Tat um.
„Wir beginnen mit einem Scan der Zähne und erstellen jedes System individuell, sodass es in den Mund des Kunden passt und die Düsen genau den richtigen Druck auf die betreffenden Stellen richten. So etwas gibt es heute nirgendwo auf der Welt.“
- Brent Goldstein, Vice President, Software and Digital-Customized Medical Products, Proclaim Health
Mit freundlicher Genehmigung von Proclaim Health
Die Herausforderung
Welcher Partner kann am besten Effizienz und Best Practices für die Skalierung der Produktion einbringen?
Proclaim wusste eines: Der 3D-Druck war die einzige Möglichkeit, das patientenspezifische Custom-Jet Oral Health System zu entwickeln. Der herkömmliche Spritzguss wäre nicht geeignet, für jeden Kunden ein maßgeschneidertes System zu fertigen. Nach Gesprächen mit verschiedenen 3D-Druckunternehmen und -dienstleistern entschied sich Proclaim für die Drucktechnologie von 3D Systems, um dieses neuartige Mundgesundheitssystem zu realisieren. Um seinen Ansatz zu optimieren, baute das Team von Proclaim nicht nur auf die moderne Drucktechnologie, sondern auch auf das fundierte technische Know-how und die Problemlösungsfähigkeiten der Application Innovation Group (AIG) von 3D Systems, so Goldstein.
„Wir wussten, dass es schwierig sein würde, dieses Produkt zu skalieren, und wir brauchten einen Partner, von dem wir wussten, dass er es schaffen würde“, sagte Goldstein. „3D Systems verfügt über viel Erfahrung in der Herstellung von Medizinprodukten und kundenspezifischen Massenprodukten in der Kieferorthopädie.“
Sobald das AIG-Team an Bord war, setzte es sein Anwendungsentwicklungsmodell ein. Mit diesem Modell werden das Produktdesign und die Funktionalität untersucht, um die technischen, klinischen und funktionalen Anforderungen, die Aspekte wie Oberflächenqualität, Biokompatibilität, Lichtdurchlässigkeit und Detailgenauigkeit umfassen, so weit wie möglich zu optimieren, um die wirtschaftlichen Ziele zu erreichen.
Die Lösung
Einzigartiges Know-how für eine einzigartige 3D-Druckanwendung
Mit freundlicher Genehmigung von Proclaim Health
Zur Optimierung des Systems, welches aus einem Mundstück und einer Hydrostation besteht, arbeiteten Proclaim und 3D Systems eng zusammen. Das Mundstück ist sehr komplex und verfügt über acht verschiedene Verteilerkapillaren, die sich jeweils in mehrere Düsen aufteilen, um den Wasserstrahl an die richtige Stelle im Mund zu lenken und zu fokussieren.
Die Ingenieure von Proclaim wählten für die Anwendung das biokompatible Material Class 6 Accura® ClearVue von 3D Systems sowie die laserbasierte Stereolithografie (SLA), die sich als optimale Technologie für die Herstellung des Geräts herausstellte. Mit einem 4x4x4-Gerät wurde außerdem ein kundenspezifischer Hydrauliktest durchgeführt. Dieses Gerät wird am Mundstück befestigt und pumpt Wasser durch das Mundstück, genau wie es die Hydrostation tun würde.
Nachdem das Produkt die Anforderungen an die technische Machbarkeit erfüllte und das Design vollständig optimiert war, erwarb Proclaim einen kompakten SLA 7000 von 3D Systems, um die Machbarkeit des Produkts in der Beta-Phase zu demonstrieren. Zufrieden mit den ersten Ergebnissen, wandte sich Proclaim der nächsten Phase zu, der industriellen Skalierung und Massenproduktion. Zu diesem Zweck setzte sich Proclaim mit der Firma In‘Tech Industries in Minnesota in Verbindung, die über eine Reihe von SLA-Großformatdruckern von 3D Systems verfügt.
3D Systems empfahl einen erfahrenen Auftragsfertiger – In‘Tech Industries aus Minnesota –, um das Produkt über die Ziellinie und schließlich auf den Markt zu bringen. In‘Tech kann auf eine lange Erfolgsgeschichte in der kundenspezifischen Massenproduktion zurückblicken. Dazu gehört die Massenproduktion von kundenspezifischen 3D-gedruckten Hörgeräten, zahnmedizinischen und kieferorthopädischen Produkten und anderen medizinischen Lösungen. Das Unternehmen arbeitet außerdem seit mehr als zwei Jahrzehnten mit 3D Systems zusammen.
Ausweitung auf industrielle Produktion
In der nächsten Phase wurden die Erkenntnisse und Optimierungen aus dem kompakten SLA 7000 mit geringerem Leistungsbedarf auf das großformatige SLA übertragen. 3D Systems fungierte während des gesamten Prozesses als Partner von In‘Tech und Proclaim. Für den Bau eines erfolgreichen Prototypen führte In‘Tech den Druck, die Nachbearbeitung der Klasse VI, die Montage, Hydrotests sowie Tests mit hohen und niedrigen Toleranzen durch, um das Mundstück zu testen. Dieser Vorgang dauerte etwa 90 Tage und verlief fast ohne Probleme.
„Zeitweise mussten wir auf den Support durch 3D Systems zurückgreifen. Bei der Entwicklung, aber auch bei der Optimierung von Produktionsprozessen setzen wir in der Regel auf 3D Systems. Das Know-how von 3D Systems geht weit über Drucker und Materialien hinaus, was für uns und unsere Kunden sehr wertvoll ist.“
- Roger Neilson Jr., Miteigentümer, CEO und Vice President of Sales and Marketing, In‘Tech Industries Inc.
In‘Tech verfügt über komplette Anlagen für Werkzeugfertigung, Engineering und Formprozesse. Diese kamen bei vielen Gelegenheiten zum Einsatz, z. B. bei der Nachhärtung, bei der Suche nach besseren Möglichkeiten, den unteren Teil des Mundstücks fertigzustellen, sowie beim Hinzufügen von Kunststoffteilen für volle Funktionalität und für den Anschluss an die Basiseinheit. Während des gesamten Prozesses arbeitete In‘Tech mit 3D Systems und Proclaim zusammen, um den Prototypen zu erstellen und die Massenproduktion vorzubereiten.
Nachdem der Prototyp klinische Tests durchlaufen und schließlich die FDA-Zulassung erhalten hatte, begann In‘Tech mit der Produktion des Proclaim Custom-Jet Oral Health System. Wenn Bestellungen eingehen, druckt In‘Tech das kundenspezifische Mundstück nach den individuellen Spezifikationen für jeden Kunden, führt eine Nachbearbeitung der Klasse VI durch, fräst die Passflächen, befestigt eine Manschette, führt dann Hydrotests durch und reinigt, verpackt und versendet das fertige Gerät an das Logistikzentrum von Proclaim.
Das Proclaim Custom-Jet Oral Health System ist das erste Verbraucherprodukt, das In‘Tech aus dem Accura ClearVue Material von 3D Systems hergestellt hat. Mit dem wachsenden Geschäft mit Produktionsanwendungen in der Biowissenschaftsbranche expandiert In‘Tech auch stärker in den 3D-Druck mit Geräten und Materialien der Marke Figure 4® von 3D Systems für medizinische Anwendungen.
Mit freundlicher Genehmigung von Proclaim Health
Die Ergebnisse
Innovation im Bereich Mundgesundheit weckt Begeisterung
Im Rahmen einer klinischen Studie wurde nachgewiesen, dass Proclaim Zahnfleischbluten um bis zu 82 % und Zahnfleischentzündungen um bis zu 41 % in nur 30 Tagen reduziert. Die Auslieferung des Proclaim Custom-Jet Oral Health System begann im Februar 2024. Das neuartige Mundpflegeprodukt hat in den Medien und in der zahnmedizinischen Fachwelt aufgrund seiner maßgeschneiderten, patientenspezifischen Innovation und der erstaunlichen Ergebnisse für viel Aufsehen gesorgt.
Alle Beteiligten bei Proclaim, 3D Systems und In‘Tech sind stolz darauf, ein so komplexes 3D-gedrucktes Gerät auf den Markt gebracht zu haben. Neilson, der an der Entwicklung beteiligt war, hat eines der Geräte für sich selber bestellt. Er ist beeindruckt von dem innovativen Gerät, das in nur sieben Sekunden so gründlich reinigt.
„Viele Zahnärzte sagen: ‚Warum bin ich nicht darauf gekommen?‘ Viele Zahnärzte wollen es selbst ausprobieren und sich ein Probegerät für ihre Praxis zulegen.“
- Brent Goldstein, Vice President, Software and Digital-Customized Medical Products, Proclaim Health
