3D-geprint voedsel kan patiënten na IC helpen aansterken

3D-geprint voedsel kan patiënten helpen sneller aan te sterken. Additieve productie maakt het mogelijk de samenstelling van eten nauwkeurig af te stemmen op de fysiologische behoeften en voorkeuren van een patiënt. TNO en Wageningen Food & Biobased Research werken samen met partners binnen het consortium IMAGINE aan een productiesysteem voor dergelijk gepersonaliseerd voedsel.

De partijen werken momenteel aan een pilotsysteem, dat op termijn in het Gelderse Vallei ziekenhuis in Ede getest wordt. Bij deze test zijn patiënten betrokken die net van de intensive care (IC) komen en moeten aansterken.

Het onderzoek wordt uitgevoerd door IMAGINE, dat staat voor Innovations for the Manufacturing and Marketing of fully personalized food products. Binnen dit consortium bundelen TNO en Wageningen Food & Biobased Research hun kennis en expertise met die van partijen actief in industriële innovatie, voedselwetenschappen, gepersonaliseerde voeding, consumentengedrag en gezondheidszorg. Naast GEA Group, SoliPharma B.V., Tate & Lyle, Nissin en General Mills is ook het Nederlandse ministerie van Defensie betrokken; het ministerie levert praktische kennis en ervaringen.

Afgestemd op fysiologische behoeften van patiënt

Al langer experimenten allerlei partijen met het 3D-printen van voedingswaren. De manier waarop de onderzoekers van het IMAGINE-consortium 3D-printers willen inzetten wijkt echter af. “Nu willen we zien of we de voedselprinter kunnen gebruiken om een volledig gepersonaliseerd product te creëren waarin de samenstelling van voedingswaarden is afgestemd op de fysiologische behoeften van een persoon”, licht Suzan Wopereis, hoofdonderzoeker bij TNO, toe.

Nieuw is het personaliseren van zogeheten macro- en microvoedingsstoffen voor bepaalde doelgroepen, waarvan patiënten een voorbeeld is. Een gepersonaliseerd voedselproduct is gebaseerd op allerlei gegevens van de patiënt, onder meer met betrekking tot diens klinische toestand, eventuele comorbiditeiten (chronische afwijkingen naast de hoofdaandoening waarvoor de patiënt onder behandeling is), voedingstoestand, leeftijd, geslacht en lichamelijke samenstelling. Denk echter ook aan voorkeuren op het gebied van smaak en textuur.

Haalbaarheid en wenselijkheid

Het doel van het project is het onderzoeken of een gepersonaliseerd voedselproduct haalbaar en praktisch in gebruik is, zowel voor de patiënt als voor zorgpersoneel. De focus ligt hierbij enerzijds het aanpassen van software en technologie voor het printen van voedingsmiddelen voor de wensen en eisen van de zorgsector. Anderzijds is het project gericht op het onderzoeken of individuele patiënten het 3D-geprinte voedsel kunnen waarderen.

De Alliantie Voeding in de Zorg verzorgt de samenwerking tussen het consortium en het Gelderse Vallei ziekenhuis. Hier onderzoeken de partijen de inzetbaarheid van 3D-geprint voedsel in een ziekenhuisomgeving. Wopereis: “Dit ziekenhuis heeft zoveel ervaring opgedaan met voeding en voedselonderzoek in een ziekenhuissetting, dat het voor de hand lag dat wij met hen moesten samenwerken. Zij beschikken al over een geavanceerd voedingssysteem dat realtime de voedselinname van patiënten meet en koppelt aan allerlei data, zoals de medische klachten, lichaamssamenstelling, voedings- en bewegingsadviezen en persoonlijke behandelplannen. Bovendien is via de unieke maaltijdservice iedere bestelling van iedere patiënt inzichtelijk, evenals hoeveel van die maaltijd daadwerkelijk is genuttigd. Het is belangrijk om dit mee te nemen in ons onderzoek.”

Metabolische stress

Arthur van Zanten, internist-intensivist bij het Gelderse Vallei ziekenhuis en hoogleraar Voedingsstoffen en Metabolische Stress bij de WUR: “Dit onderzoek past goed in onze lopende onderzoeken naar de rol van voedingswaarden bij het herstellen van metabolische stress.” Dit is een fenomeen dat voorkomt indien het metabolisme van een persoon beïnvloed wordt door stress die voorkomt uit een ernstige ziekte. Metabolische stress kan leiden tot extreem verlies van spiermassa, herstel in de weg staat en symptomen langdurig laten voorkomen.

Van Zanten: “We merkten dat patiënten direct na verhuizing van de IC nog maar 50% van de energie en eiwitten verbruiken die ze nodig hebben. Wij onderzoeken momenteel waardoor dit veroorzaakt wordt. IMAGINE past hier perfect bij, ook gezien de transitie naar een duurzamere gezondheidszorg en het verminderen van de druk op zorgpersoneel. Als vraag en aanbod beter in balans zijn, kunnen we minder voedsel verspillen. Als we ook de inname van plantaardige eiwitten kunnen verhogen, draagt dat alleen maar bij aan onze duurzaamheid. Bovendien is dit een zeer innovatief, futuristisch en prestigieus project dat past bij onze positie als ziekenhuis gespecialiseerd in voeding.”

In gesprek met focusgroepen

Voordat de praktijktesten van start gaan verzamelen de betrokken partijen informatie over de wensen en eisen aan de technologie en het voedselproduct dat hiermee wordt gecreëerd. Hiervoor gaan de partijen onder meer in gesprek met focusgroepen van patiënten en hun directe omgeving. De afgelopen maanden lag de focus op het identificeren mogelijke obstakels en kansen op het gebied van consumentenacceptatie. De technologie is eerder toegepast in een militaire omgeving, waarna deze is aangepast voor gebruik in zorgomgevingen.

Door het IMAGINE-consortium is al een concreet voedselproduct ontwikkeld: een omhulsel gemaakt van deeg dat van een vulling kan worden voorzien. Wopereis: “Deelnemers in de test kunnen kiezen tussen bijvoorbeeld zoet of hartig. De compositie van de 3D-geprinte snack is vastgesteld op basis van individuele doelstellingen opgesteld door diëtisten van het Gelderse Vallei ziekenhuis.” Deelnemers aan de test krijgen meerdere dagen achtereen een 3D-geprint product te eten.

Eisen aan deelnemers

Deelnemers aan de testen moeten voor een langere tijd in het ziekenhuis zijn opgenomen en daarnaast bij bewustzijn zijn. Bij voorkeur is de patiënten recentelijk opgenomen. Van Zanten legt uit: “Na opname op de IC zien we vaak een verstoord geheugen bij patiënten. Sommige willen niet herinnerd worden aan de tijd daar. Het is daarom belangrijk mensen direct nadat zij de IC verlaten te interviewen over hun voedselvoorkeuren.”

Het project loopt tot oktober 2024. Het is gefinancierd door het ministerie van Economische Zaken en Klimaat (EZK) via de Topsector Life Sciences & Health- en Topsector Hightech Systemen en Materialen-programma’s.

3D-voedselprinters van byFlow

Het 3D-printen van etenswaren is niet nieuw en iets waarmee al langer wordt geëxperimenteerd. Zo is onder meer het Eindhovense bedrijf byFlow op dit gebied actief. Het bedrijf ontwikkelt, bouwt en verkoopt 3D-voedselprinters. Klanten kunnen met behulp van de printers onder meer vormen, texturen en smaken op maat ontwikkelen. Zij printen hun voedselproducten in dit geval met verse ingrediënten, of met ingrediënten die anders in de prullenbak zouden zijn verdwenen. De fabrikant opende eerder ook een restaurant waar 3D-geprint voedsel wordt gereserveerd.

Denk echter ook aan de voedselprinters van het Nederlandse Felixprinters. Deze printers werken met pasta, die van allerlei soorten voedsel gemaakt kan worden. Denk daarbij aan groenten- en fruitpuree, maar ook aan algen, avocado, boter, chocolade, deeg, eiwit, gelatine, marsepein, soja en zeewier.

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Foto: Alexa via Pixabay