Comment l'industrie de l'impression 3D aide à relever les défis de la pandémie de coronavirus

Alors que l'épidémie de COVID-19 continue de se propager dans le monde, les entreprises d'impression 3D relèvent les défis posés par la pandémie.

L'un de ces défis est la pénurie de fournitures, en particulier dans le secteur de la santé. Le nombre croissant de patients infectés par le coronavirus a rapidement entraîné une pénurie de fournitures médicales, notamment de masques de protection et de pièces pour les appareils de soins intensifs.

Compte tenu des chaînes d'approvisionnement perturbées, l'approvisionnement de ces fournitures devient de plus en plus difficile. C'est pourquoi la technologie d'impression 3D, connue pour sa capacité à créer des pièces localement et à la demande, est utilisée pour fournir les pièces et équipements nécessaires.

L'article d'aujourd'hui explorera certains des exemples les plus marquants de la façon dont l'impression 3D aide les établissements de santé à faire face aux perturbations causées par l'épidémie de coronavirus.

1. Valves imprimées en 3D pour appareils de soins intensifs

Dans une histoire qui a fait la une des journaux internationaux, une petite équipe du nord de l'Italie a aidé un hôpital aux prises avec des réserves limitées de valves de ventilateur en concevant et en imprimant rapidement des pièces de rechange en 3D.

En Italie, deuxième pays le plus touché après la Chine, un grand nombre de personnes ont actuellement besoin de soins intensifs et d'oxygénation afin de vivre suffisamment longtemps l'infection pour que leurs anticorps la combattent.

En raison du grand nombre de cas de coronavirus, l'hôpital Chiari de Brescia a fait face à une pénurie de valves, qui sont des composants essentiels des appareils respiratoires respiratoires.

Malheureusement, en raison de la À l'échelle de la demande, le fournisseur de l'hôpital n'a pas été en mesure de fournir les valves cruciales, ce qui a conduit un journaliste local à contacter directement la communauté locale de l'impression 3D.

Isinnova, une entreprise d'impression 3D locale, s'est portée volontaire. L'équipe d'Isinnova a prélevé un échantillon de la vanne, l'a mesuré, l'a recréé dans un programme de CAO - un processus connu sous le nom d'ingénierie inverse - et est rapidement revenu avec une version imprimée en 3D de la vanne.

Les machines équipées de valves imprimées en 3D auraient aidé au moins 10 patients.

Bien que cet exemple montre la capacité de l'impression 3D à fournir rapidement des solutions dans les situations d'urgence, à la demande et au moment opportun, Issinova ne s'est pas arrêté là.

L'entreprise a également récemment collaboré avec la société de vente au détail d'articles de sport Decathlon pour repenser les masques de snorkeling commerciaux afin de pouvoir les connecter au ventilateur. Ce faisant, l'équipe espère remédier à la pénurie de masques hospitaliers C-PAP pour l'oxygénothérapie sous-intensive.

Cette nouvelle pièce, nommée valve Charlotte, a été rapidement prototypée à l'aide d'une imprimante 3D de stéréolithographie.

Après avoir connecté avec succès l'appareil au corps du ventilateur à l'hôpital Chiari, l'hôpital a ensuite testé avec succès l'appareil sur un patient.

Malgré le succès du projet, cependant, les inventeurs soulignent que ni le masque ni la valve ne sont certifiés, et leur utilisation n'est recommandée qu'en situation d'urgence.

2. Des lunettes de sécurité imprimées en 3D aident à lutter contre les coronavirus

Les hôpitaux du monde entier ont été durement touchés par la pénurie d'équipements de protection tels que des lunettes de protection.

Pour résoudre ce problème, une grande entreprise de fabrication en Chine a utilisé 200 imprimantes 3D d'extrusion de plastique pour lancer la production en série de lunettes de protection.

L'impression 3D a aidé l'équipe R&D de l'entreprise à concevoir, développer et finaliser le produit en deux semaines – une remarquable rapidité de mise sur le marché.

Selon l'entreprise, les lunettes de sécurité imprimées en 3D sont plus légères, ce qui les rend plus faciles à porter, et sont mieux scellées et protégées du brouillard plus longtemps.

Jusqu'à présent, plus de 5000 paires de lunettes de sécurité imprimées en 3D ont déjà été données à des hôpitaux en Chine. Désormais, l'entreprise prévoit d'augmenter sa production d'impression 3D, en augmentant sa production quotidienne de lunettes de sécurité de 600 à 2 000 unités.

Bien que les lunettes imprimées en 3D ne puissent pas éliminer complètement les pénuries, elles peuvent offrir un soutien aux hôpitaux jusqu'à ce que les chaînes d'approvisionnement traditionnelles soient revenues à la normale.

3. Écrans faciaux de protection imprimés en 3D pour les professionnels de la santé

Les écrans faciaux sont des équipements de protection individuelle (EPI) utilisés pour protéger le personnel médical des éclaboussures, des pulvérisations et des projections de fluides corporels.

Comme pour les lunettes de sécurité et les valves respiratoires, les écrans faciaux sont rares, certains hôpitaux étant contraints de réutiliser des unités jetables ou d'improviser des solutions utilisant des produits commerciaux non destinés à cet usage.

En conséquence, plusieurs initiatives ont été lancées pour imprimer des écrans faciaux en 3D à la place.

L'un vient de l'Université polytechnique de Hong Kong. En collaboration avec des fabricants locaux, le laboratoire d'impression 3D de l'université prévoit de produire jusqu'à 30 000 écrans faciaux par jour d'ici la fin mars.

L'écran facial se compose d'un cadre imprimé en 3D, porté contre le front , qui contient une feuille de plastique couvrant tout le visage. Les écrans à usage unique peuvent être portés par-dessus des masques chirurgicaux, que les médecins et les infirmières portent déjà.

De même, le fabricant d'imprimantes 3D de bureau, Prusa Research, a commencé la production d'écrans de protection pour le ministère tchèque de la Santé. .

L'entreprise, qui gère une usine de plus de 1 000 imprimantes d'extrusion 3D, peut produire 800 pièces par jour, avec seulement un cinquième de sa capacité actuellement utilisée pour ce projet. Il faut environ 2 heures pour imprimer les différentes parties qui composent le masque facial, en utilisant du matériel PETG.

Le nombre de pièces produites quotidiennement augmentera également, car l'entreprise prévoit de faire don de 10 000 unités.

De plus, Stratasys a mobilisé ses ressources mondiales d'impression 3D pour répondre à la pandémie de COVID-19. Le premier projet du fabricant d'imprimantes 3D verra la production de 5 000 écrans faciaux imprimés en 3D d'ici le 27 mars.

Les principaux avantages de l'impression 3D dans les trois cas sont la capacité d'agir rapidement et d'utiliser une fabrication locale capacités à combler les lacunes en matière d'approvisionnement.

4. Mologic utilise l'impression 3D pour prototyper des kits de test COVID-19

La technologie d'impression 3D est utile non seulement pour la production de fournitures médicales rares, mais aussi pour accélérer le développement de produits.

Un exemple en est Mologic, une société de tests de diagnostic qui utilise la 3D de Formlabs. imprimantes pour prototyper rapidement des kits de test COVID-19. Avec ses kits de test, la société vise à permettre un diagnostic plus rapide du virus au point de besoin – et à aider à prévenir la propagation du virus.

Le kit de test rapide de Mologic pourra fonctionner sans électricité et n'aura pas besoin d'une analyse en laboratoire pour donner des résultats pour le coronavirus. Cela permettra aux agents de santé de détecter les cas et de placer les personnes en quarantaine plus rapidement.

La possibilité de produire rapidement des prototypes détaillés de haute qualité d'un kit de test grâce à l'impression 3D accélère le processus de développement de l'appareil. . Selon Mologic, la capacité de produire des pièces en quelques heures signifie qu'il peut passer rapidement des tests à la production.

Les kits de test d'utilisation finale seraient également imprimés en 3D, en utilisant la résine biocompatible de guide chirurgical de Formlabs.

5. Un appareil respiratoire d'urgence imprimé en 3D

Une alliance entre Free Zone Consortium (CZFB), un organisme public de revitalisation économique en Espagne, HP, un fabricant de matériel informatique, Leitat (Tecnio), un centre technologique, et l'entreprise automobile, SEAT, a développé une urgence imprimée en 3D dispositif de respiration pour soutenir les hôpitaux et les unités de soins intensifs.

Ce qui est intéressant avec ce nouvel appareil, c'est que sa conception et ses composants ont été simplifiés pour maximiser sa robustesse et pour faciliter une production et un assemblage plus rapides.

L'appareil a également été validé médicalement par un expert en ventilation mécanique à l'hôpital Parc Taulí de Sabadell.

La production d'impression 3D de l'appareil serait industriellement évolutive , l'alliance cherchant à atteindre une capacité de production comprise entre 50 et 100 unités par jour d'ici fin mars.

Les défis de l'utilisation de l'impression 3D pour faire face aux pénuries de fournitures médicales

Bien sûr, l'impression 3D médicale soulève également plusieurs préoccupations concernant la sécurité des produits et la légalité de l'impression qui sont, dans de nombreux cas, des dispositifs protégés par des brevets.

À cet égard, le CECIMO, l'Association européenne des industries de la machine-outil, a récemment annoncé que les États membres de l'UE devraient envisager de renoncer temporairement à certaines des exigences de la directive sur les dispositifs médicaux pour les biens stratégiques pendant cette période de crise.

Entre-temps, de nombreuses sociétés d'impression 3D, notamment Carbon, Formlabs et Shapeways, ont commencé à s'associer à des fabricants de produits médicaux pour imprimer en 3D des fournitures médicales dont les besoins sont critiques.

L'utilisation d'une véritable expertise médicale lors de la conception et de la production de pièces imprimées en 3D permet de s'assurer que les problèmes tels que la biocompatibilité sont résolus avant de continuer.

Surmonter les défis de la chaîne d'approvisionnement grâce à l'impression 3D 

Jamais les avantages de l'impression 3D pour les chaînes d'approvisionnement n'ont été plus visibles qu'en cette période de perturbations et d'incertitude.

La vitesse étant l'une des principales priorités des hôpitaux en attente de fournitures, l'impression 3D permet de produire plus rapidement des produits médicaux critiques.

De plus, les fournitures peuvent être fabriquées plus près du point où elles seront utilisées, réduisant ainsi la distance entre le fabricant et le personnel médical et les patients.

De manière encourageante, la communauté de l'impression 3D s'est également réunie pour aider dans la crise en fournissant un accès aux installations d'impression 3D et à tout autre service qui pourrait être nécessaire. Les entreprises d'impression 3D qui souhaitent apporter leur soutien peuvent également se connecter sur les réseaux sociaux, de tels groupes étant constitués en ligne.

En fin de compte, cette activité met en valeur la capacité de la technologie d'impression 3D et de la communauté à s'adapter rapidement à des environnements changeants et à répondre de front aux urgences imprévues.