|
|
|
Hankekoodi: A74839
Hankkeen nimi: 3D-tulostuksella ja pintakäsittelyillä räätälöityjä ratkaisuja terveydenhuollon ja lääketieteen tarpeisiin (3DPMED)
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.4.2019 ja päättyy 30.6.2021
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pohjois-Savon liitto
Hakijan virallinen nimi: Itä-Suomen yliopisto
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 2285733-9
Jakeluosoite: Sovelletun fysiikan laitos, PL 1627
Puhelinnumero: 0294 45 1111
Postinumero: 70211
Postitoimipaikka: Kuopio
WWW-osoite: http://www.uef.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Tuomo Savolainen
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Laboratorioinsinööri
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: tuomo.savolainen(at)uef.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0403552382
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Hankkeen tavoitteena on kehittää uusia ratkaisuja terveydenhuollossa ja lääketieteessä käytettävien komponenttien toiminnallisuuden, käytettävyyden ja kustannustehokkuuden parantamiseksi soveltamalla erilaisia pintakäsittely/pinnoitusmenetelmiä 3D-tulostustekniikoilla valmistettuihin kappaleisiin. Yhdistämällä 3D-tulostuksen mahdollisuudet valmistaa muodoltaan ja rakenteeltaan yksilöllisiä kappaleita sekä niiden pintaominaisuuksien säätäminen erilaisilla pintakäsittelyillä voidaan tuottaa lääketieteen tarpeisiin erittäin laaja valikoima räätälöityjä ratkaisuja, kuten proteeseja, implantteja, tukirakenteita, anatomisia malleja, antureita, työkaluja jne. Hanke yhdistää UEFiin ja Savoniaan vuosien varrella kertynyttä runsasta osaamista 3D-valmistus- ja pinnoitustekniikoiden sekä lääketieteen tekniikan aloilta ja on linjassa kansallisen, UEF:n, maakuntaliittojen ja EU:n strategioiden kanssa, joiden teemoina ovat mm. hyvinvointi ja terveys sekä energia-, ympäristö- ja materiaalitehokkaat teknologiat.
3D-tulostus (käytetään myös nimitystä lisäävä valmistus, additive manufacturing) on viime vuosina laajentunut nopeasti eri aloilla hyödynnettäväksi valmistusmenetelmien ja laitetekniikan nopean kehittymisen myötä. Kuopiossa Savonia-amk:hon on hankittu viime vuosina eri 3D-tulostustekniikoita sekä tutkimuksen että tuotekehityksen tarpeisiin ja rakennettu hiljattain monialainen lisäävän valmistuksen toimintaympäristö Savonia-amk:n sekä alueen yritysten käyttöön. UEF:ssa 3D-tulostustekniikkaa on hyödynnetty mm. sovelletun fysiikan laitoksella ja laitoksella tehdyn selvityksen perusteella 3D-tulostukselle on käyttöä laajasti laitoksen eri ryhmissä opetuksessa, tutkimuksessa ja hanketoiminnassa. UEF:ssa ja varsinkin sovelletun fysiikan laitoksella on laajaa osaamista lääketieteellisessä ja ympäristöfysiikassa sekä materiaali- ja pinnoitustekniikassa, ja tässä hankkeessa hyödynnetään monia laitoksella tutkittuja ja kehitettyjä tekniikoita. Edellä mainittua osaamista ja laitteistokantaa hyödynnetään tässä hankkeessa fokusoituihin kehittämiskohteisiin, joille tarve on tullut esille kattavissa esiselvityksissä. Esim. UEF Hammaslääketieteen yksikkö on ollut aktiivisesti mukana hankkeen suunnittelussa ja heiltä on löytynyt useita potentiaalisia sovelluskohteita.
Hankkeen toimenpiteet jaotellaan aihepiireittäin konkreettisiin työpaketteihin, joihin sisältyvät sovelluskohteiden valinta, 3D-tulostettavien kappaleiden suunnittelu ja kehitys (ml. materiaalikehitys), kappaleiden valmistus (tulostus&pintakäsittely/pinnoitus), karakterisointi ja suorituskyvyn testaaminen käytännössä. Sovelluskohteiden valinnassa tehdään yhteistyötä hankkeeseen osallistuvien yritysten sekä tutkimus- ja tuotekehitystahojen kanssa. Konkreettisia hankkeen lopputuloksia ovat uudet ratkaisukonseptit tai merkittävät parannukset (toiminnallisuus, käytettävyys, kustannustehokkuus) terveydenhuollon ja lääketieteen tarpeisiin, esim. anatomiset fantomit ja mallit, hammastekniset laitteet ja tarvikkeet, leikkaussalin apuvälineet, tukirakenteet, kipsit ja lastat, anturirakenteet ja näytekeräimet.
3D-tulostusta hyödyntävät tai sen hyödyntämisestä kiinnostuneet terveydenhuollon ja lääketieteen aloilla toimivat yritykset, joita on Pohjois-Savossa useita ja jotka ovat osallistuneet aiempiin alan hankkeisiin. Hankkeeseen on lähtenyt mukaan myös alueen pk- ja mikroyrityksiä, jotka pystyvät hankkeen myötä profiloitumaan 3D-tulostuksessa ja siihen liittyvässä materiaalitekniikassa tukemaan Uef:n profiilialan (ikääntyminen, terveys ja elintavat) tutkimusta ja tuotekehitystä ja myös tämän myötä kansainvälistymään. Alueen yrityksiä on jo runsaasti mukana Savonian 3D-tulostusympäristön kehittämishankkeessa. Maakunnan ulkopuolelta osallistuvat yritykset täydentävät hyvin kokonaisuutta ja myös siltä osin alueelle kohdistuu merkittävä hyöty esim. alihankinnan, yhteistyöverkostojen ja jatkossa yhteishankkeiden muodossa. Hankkeiden myötä muodostuu innovaatioekosysteemi 3D-tulostukseen ja siihen liittyvään materiaalitekniikkaan sekä pinnoitukseen liittyen.
Hankekokonaisuudella on myös merkittävä alueellinen vaikutus 3D-tulostuksen ja siihen liittyvien räätälöityjen pinnoiteteknologioiden alalla. Hanke näin vahvistaa tällaisia alan toimijoita Pohjois-Savossa ja laajemminkin Itä-Suomessa. Tuloksia pystyvät hyödyntämään myös yritysten ja julkisten palveluntarjoajien kanssa yhteistyössä toimivat tutkimuslaitokset ja tutkimuskonsortiot.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 224 460
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 217 705
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 269 280
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 260 274
Maakunnat: Pohjois-Savo
Seutukunnat: Kuopion, Varkauden, Ylä-Savon
Kunnat: Kuopio, Siilinjärvi, Varkaus, Leppävirta, Iisalmi
Jakeluosoite: Itä-Suomen yliopisto, Sovelletun fysiikan laitos, PL 1627
Postinumero: 70211
Postitoimipaikka: Kuopio
Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 5 | 8 |
| 3D-tulostus tukee luonnonvarojen optimaalista käyttöä ja minimoi mm. hukkatyöstöä. Sekä 3D-tulostuksella, että hankkeessa käytettävillä pinnoitusmenetelmällä (mm. USPLD) on pieni ekologinen jalanjälki. Esim. USPLD-menetelmässä pystytään käyttämään tehokkaasti lähdemateriaalit hyödyksi eikä menetelmää käytettäessä synny jätteitä tai kierrätykseen sopimattomia materiaaleja | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 1 | 2 |
| Käytetyt menetelmät ja materiaalit tukevat ekologista tuotantoa (pieni vaikutus). | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 1 | 1 |
| Ekologisen tuotannon kautta pieni vaikutus. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 0 | 2 |
| 3D-tulostus vähentää tarvetta osien varastoinnille ja kuljetukselle paikallisen tuotannon avulla, jolloin mm. pakokaasupäästöt pienenevät. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Ei selkeää vaikutusta. | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 8 | 8 |
| 3D-tulostus optimoi materiaalien käytön ja näin jätteiden määrä minimoituu. Hankkeessa käytetyillä pintakäsittelymenetelmillä pystytään käyttämään tehokkaasti lähdemateriaalit hyödyksi eikä menetelmää käytettäessä synny jätteitä tai kierrätykseen sopimattomia materiaaleja. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| Ei selkeää yhteyttä. | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 8 | 9 |
| Mahdollisuus luoda alalle täysin uutta ja täsmennettyä osaamista samalla tukien jo ennestään olevan 3D-toimintaympäristöä (mm. Savonian kattava laitekanta). Uusimman tiedon, osaamisen ja toiminnan jatkaminen alueella ei myöskään ole vaarassa siirtyä muualle, koska 3D-tulostusta voi käytännössä tehdä missä vain. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 7 | 8 |
| 3D-tulostukselle ja -osaamisella on kasvava kysyntä, mikä mahdollisesti voi muuttua kilpailueduksi alueelle. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 3 | 5 |
| Logistinen tarve materiaaleille ja tavaroille vähenee ja logistiikka samalla kevenee. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 8 | 6 |
| Hankkeen kantavana teemana on uusien hyvinvointia edistävien ratkaisujen kehittäminen terveydenhuollon ja lääketieteen tarpeisiin. Lisäksi uusi osaaminen ja olemassa olevan osaamisen vahvistaminen tuovat hyvinvointia alueelle. Osaamisen ja toiminnan jatkaminen alueella ei myöskään ole vaarassa siirtyä muualle, koska 3D-tulostus on kuitenkin globaalia toimintaa. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 3 | 4 |
| Yleistyessään 3D-tulostus edistää tasa-arvoa, koska menetelmä vähentää perinteisiin valmistusmenetelmiin liittyvää erikoisosaamisen tarvetta perinteisesti miesvaltaisilla aloilla. | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 3 | 4 |
| Lähtökohtaisesti 3D-tulostus on yhdenvertaista ja se edelleen lisääntyy tekniikoiden yleistyessä. | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Ei selkeää yhteyttä. | ||
| Ympäristöosaaminen | 3 | 4 |
| 3D-tulostus ja käytettävät pinnoitusmenetelmät ovat ekologisia ja omalta osaltaan edistävät ympäristöosaamista. | ||
Hankkeen tavoitteena oli kehittää uusia ratkaisuja terveydenhuollossa ja lääketieteessä käytettävien komponenttien toiminnallisuuden, käytettävyyden ja kustannustehokkuuden parantamiseksi soveltamalla erilaisia pintakäsittely/pinnoitusmenetelmiä 3D-tulostustekniikoilla valmistettuihin kappaleisiin. Yhdistämällä 3D-tulostuksen mahdollisuudet valmistaa muodoltaan ja rakenteeltaan yksilöllisiä kappaleita sekä niiden pintaominaisuuksien säätäminen erilaisilla pintakäsittelyillä voidaan tuottaa lääketieteen tarpeisiin erittäin laaja valikoima räätälöityjä ratkaisuja, kuten proteeseja, implantteja, tukirakenteita, anatomisia malleja, antureita, työkaluja jne. Hanke yhdisti UEFiin ja Savoniaan vuosien varrella kertynyttä runsasta osaamista 3D-valmistus- ja pinnoitustekniikoiden sekä lääketieteen tekniikan aloilta ja oli linjassa kansallisen, UEF:n, maakuntaliittojen ja EU:n strategioiden kanssa, joiden teemoina ovat mm. hyvinvointi ja terveys sekä energia-, ympäristö- ja materiaalitehokkaat teknologiat.
3D-tulostus (käytetään myös nimitystä lisäävä valmistus, additive manufacturing) on viime vuosina laajentunut nopeasti eri aloilla hyödynnettäväksi valmistusmenetelmien ja laitetekniikan nopean kehittymisen myötä. Kuopiossa Savonia-amk:hon on hankittu viime vuosina eri 3D-tulostustekniikoita sekä tutkimuksen että tuotekehityksen tarpeisiin ja rakennettu hiljattain monialainen lisäävän valmistuksen toimintaympäristö Savonia-amk:n sekä alueen yritysten käyttöön. UEF:ssa 3D-tulostustekniikkaa on hyödynnetty mm. sovelletun fysiikan laitoksella ja laitoksella tehdyn selvityksen perusteella 3D-tulostukselle on käyttöä laajasti laitoksen eri ryhmissä opetuksessa, tutkimuksessa ja hanketoiminnassa. UEF:ssa ja varsinkin sovelletun fysiikan laitoksella on laajaa osaamista lääketieteellisessä ja ympäristöfysiikassa sekä materiaali- ja pinnoitustekniikassa, ja tässä hankkeessa hyödynnettiin monia laitoksella tutkittuja ja kehitettyjä tekniikoita. Edellä mainittua osaamista ja laitteistokantaa hyödynnettiin tässä hankkeessa fokusoituihin kehittämiskohteisiin, joille tarve on tullut esille kattavissa esiselvityksissä. Esim. UEF Hammaslääketieteen yksikkö oli aktiivisesti mukana hankkeen suunnittelussa ja heiltä löytyi useita potentiaalisia sovelluskohteita.
Hankkeen toimenpiteet jaoteltiin aihepiireittäin konkreettisiin työpaketteihin, joihin sisältyivät sovelluskohteiden valinta, 3D-tulostettavien kappaleiden suunnittelu ja kehitys (ml. materiaalikehitys), kappaleiden valmistus (tulostus&pintakäsittely/pinnoitus), karakterisointi ja suorituskyvyn testaaminen käytännössä. Sovelluskohteiden valinnassa tehtiin yhteistyötä hankkeeseen osallistuvien yritysten sekä tutkimus- ja tuotekehitystahojen kanssa. Konkreettisia hankkeen lopputuloksia olivat mm. bioimpedanssia suun alueelta mittaavien antureiden kehitystyö, 3D-tulostettujen polymeerimateriaalien pinnoituksen tutkimus, useat hammaslääketieteeseen liittyvät kehityskohteet, metallitulosteprototyypit eri sovelluskohteisiin sekä UEF:n ja Savonian materiaalitestaustoiminnan kehittäminen kehittäminen hankkeen tarjoaman laajan testinäyteaineiston avulla.