Come la stampa 3D potrebbe salvare vite umane

I produttori digitali stanno intervenendo per stampare tamponi nasali, parti del ventilatore e altri prodotti utili in caso di interruzione delle catene di approvvigionamento critiche.

di James Temple

In tempi normali, Formlabs vende stampanti 3D, non prodotti stampati in 3D, ma nei prossimi giorni, l’azienda dedicherà le 250 stampanti nella sua fabbrica dell’Ohio – solitamente utilizzate per fabbricare campioni di prodotti dentali per commercializzare le sue macchine – per produrre ogni giorno fino a 100.000 tamponi nasali per i test di Covid-19.

L’azienda inizierà presto a spedire i tamponi agli ospedali in tutto il paese che hanno lottato per ottenere gli strumenti e i kit necessari per diagnosticare l’ondata di pazienti durante l’epidemia di coronavirus, tra cui il Northwell Health a New York City e il Tampa General Hospital a Tampa, in Florida .

“E’ quasi impossibile quantificare il numero di ospedali, di operatori sanitari e governi ci che ci hanno chiesto di dare una mano”, afferma David Lakatos, responsabile della produzione di Formlabs, che ha sede a Somerville, in Massachusetts. 

Mentre la pandemia mette a dura prova le catene di approvvigionamento globali per i prodotti medici critici, un certo numero di aziende manifatturiere digitali sta cercando di soddisfare le esigenze immediate. In assenza di una politica chiara degli stati federali per aumentare la produzione, gran parte di fornitori, università, operatori sanitari e agenzie statali e locali sta muovendosi in linea sparsa per individuare le aziende con le capacità e le competenze necessarie, agendo in prima persona o appoggiandosi a reti aziendali informali per identificarle. 

Alcune aziende, ricercatori e centri medici stanno formando associazioni improvvisate per coordinare le risposte.
Colmare queste lacune critiche nella catena di approvvigionamento potrebbe contribuire a garantire che un certo livello di mascherine, tamponi nasali, ventilatori e altri prodotti continuino a raggiungere gli ospedali nelle prossime settimane, quando è probabile che i casi di contagio saliranno alle stelle. 

Ma la stampa 3D è in gran parte vista come una misura di ripiego e imperfetta. Un approccio frenetico e non coordinato è tutt’altro che un modo ideale di produrre componenti e prodotti che potrebbero significare la differenza tra vita e morte per molti pazienti. Quanto sarà importante il ruolo della stampa 3D nel salvare vite umane dipenderà dalla rapidità con cui la malattia si diffonde e dalla tempestività con cui produttori e fornitori in tutto il mondo sapranno prendere provvedimenti per riorganizzare ed espandere le loro capacità.

“Non abbiamo molto tempo per prepararci”, afferma Vicki Holt, amministratore delegato di Protolabs, un’azienda di produzione personalizzata con sede a Maple Plain, in Minnesota, che si occupa della stampa 3D e dello stampaggio ad iniezione. “Dobbiamo aggiungere abbastanza letti ospedalieri e attrezzature per terapia intensiva per essere pronti quando il picco colpirà. Quindi stiamo cercando di dare alle catene di approvvigionamento tempo aggiuntivo per essere pronti”.

Un gruppo di ricercatori ad hoc presso istituzioni tra cui l’University of South Florida, Harvard, Stanford e il Beth Israel Deaconess Medical Center hanno collaborato alacramente a un progetto su GitHub, per definire linee guida generali per la produzione di tamponi di test stampati in 3D, in accordo con la FDA. 

Pochi giorni fa, è stato comunicato il nome di alcune aziende coinvolte nel progetto – tra cui Formlabs, Carbon, Hewlett-Packard ed Envision Tech – pronte per iniziare a produrre varietà specifiche di tamponi e in grado di portare la produzione a 4 milioni a settimana. Secondo l’annuncio, gli ospedali possono contattare le loro agenzie statali di gestione delle emergenze per richiedere forniture immediate.

Sono in piedi una serie di altre iniziative di stampa 3D:

Desktop Metal di Burlington, in Massachusetts, ha lanciato un sito per i produttori per presentare richieste di componenti metallici necessari per i dispositivi medici inseriti nella catena di fornitura.

Nei giorni scorsi, Carbon di Redwood City, in California, ha collaborato con Verily, un’azienda statunitense del gruppo Alphabet, dedicata allo studio delle scienze della vita, per progettare mascherine facciali. L’attrezzatura protettiva, che scarseggia in numerosi ospedali statunitensi, aiuta a prevenire il contagio degli operatori sanitari e la diffusione della malattia. 

Come riportato da “Forbes”, il team ha già prodotto alcuni prototipi e li ha inviati per la valutazione a diversi ospedali della Bay Area di San Francisco. Prisma Health, la più grande organizzazione sanitaria no profit della Carolina del Sud, ha annunciato di aver ottenuto l’autorizzazione di emergenza dalla FDA per tubi splitter stampati in 3D, chiamati VESper, che potrebbero consentire a un ventilatore di aiutare fino a quattro pazienti con problemi respiratori critici quando le forniture di macchine sono limitate.

Formlabs sta anche valutando i progetti per i separatori di ventilatori, sebbene l’azienda sottolinei che dovrebbero essere usati solo come ultima risorsa, se non evitati del tutto. Infatti, in una dichiarazione congiunta di giovedì, la Society of Critical Care Medicine, l’American Association for Respiratory Care e altre organizzazioni di medici hanno sconsigliato la condivisione di ventilatori meccanici per pazienti con COVID-19, sottolineando che “è meglio utilizzare il ventilatore con il paziente che ha più probabilità di trarne beneficio invece di cercare di prevenire i decessi di più pazienti”.

Nelle ultime settimane, afferma Holt, Protolabs ha riconvertito la propria attività per far fronte a picchi di ordini di prodotti medici provenienti da tutti gli Stati Uniti e in Europa. Tra le altre iniziative, l’azienda ha collaborato con un team dell’Università del Minnesota per sviluppare, testare e modificare sei componenti per un ventilatore a basso costo nel giro di pochi giorni. 

Il progetto, aperto a tutti, si basa su un motore facilmente disponibile per pompare palloni “ambu” manuali, in modo che gli ospedali siano autonomi in caso di carenza (Un team del MIT sta portando avanti un progetto simile).

Protolabs sta inoltre producendo componenti per un grande produttore di ventilatori, ma Holt afferma che l’azienda non può rivelare il nome o fornire ulteriori dettagli in questa fase. Alla domanda sulla sicurezza dei componenti stampati per i dispositivi che potrebbero significare la vita o la morte dei pazienti in caso di emergenza, Holt ha affermato che saranno i clienti a definire il design adeguato, condurre i test necessari e adottare le misure normative appropriate.

Ma la produzione di prodotti, come i tamponi nasali, che penetrano nell’organismo umano richiede alle stesse aziende di stampa 3D di adeguarsi a uno schema normativa più elevato. Formlabs è stata in grado di ottenere la rapida approvazione della FDA per produrre i tamponi nella sua struttura in Ohio solo perché era già autorizzata a realizzare prodotti dentali che entrano in contatto con l’interno del corpo umano, come i night guard, apparecchiature normalmente utilizzate da chi soffre di bruxismo, e le corone stampate in 3D, spiega Lakatos.

Formlabs ha collaborato con esperti medici della USF Health di Tampa e di Northwell Health per sviluppare e testare rapidamente i tamponi nasali. Sebbene siano un dispositivo relativamente semplice, devono essere sottili, lunghi e abbastanza flessibili da raggiungere in profondità le cavità nasale per rilevare la presenza di Covid-19. Se non si estendono abbastanza, continua Lakatos, potrebbero produrre falsi negativi, incoraggiando i pazienti contagiati a comportarsi in modo da diffondere ulteriormente la malattia.

Formlabs afferma che potrebbe aggiungere rapidamente altre stampanti e aumentare la produzione giornaliera di tamponi ben oltre i 100.000, a seconda delle esigenze mediche, man mano che l’epidemia si intensificherà nelle prossime settimane.

Immagine: Per gentile concessione di Formlabs

(rp)

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