La stampa 3D sta rivoluzionando il settore medico, aprendo opportunità fino a pochi anni fa impensabili nei più svariati ambiti, dalla diagnosi delle patologie al trattamento dei pazienti, passando per la ricerca e l’educazione. Con il diffondersi della pandemia legata alla COVID-19 in primavera, Formlabs, azienda attiva nello sviluppo e nella produzione di sistemi di stampa 3D ad alte prestazioni e di facile accesso, si è subito impegnata ad aiutare la comunità medica nell’uso della stampa 3D per affrontare l’emergenza sanitaria e le conseguenti difficoltà relative alla catena di fornitura.
L’azienda ha collaborato e sta collaborando con decine di ospedali, sistemi sanitari e agenzie governative di tutto il mondo su vari progetti, dai test per la COVID-19 ai dispositivi di protezione individuale, fino all’attrezzatura medica. Fra i progetti di maggior successo realizzati da Formlabs e dai suoi partner nell’innovazione clinica, vi sono i tamponi nasofaringei per i test per la COVID-19, gli adattatori per macchine BiPAP e i componenti per gli schermi facciali di protezione.
Gaurav Manchanda, Director of Healthcare di Formlabs ha affermato “quando è iniziata la crisi abbiamo subito iniziato a monitorare i sistemi sanitari con le loro necessità urgenti, con la volontà di essere d’aiuto. La risposta dei nostri partner clinici e della nostra intera comunità di utenti è stata straordinaria ed è stato un onore e un privilegio mettere in contatto entrambe le parti. Il valore clinico e finanziario dei progetti realizzati ci ha mostrato come la stampa 3D rappresenti non solo uno strumento collaudato per ridurre il rischio delle filiere mediche, ma anche uno strumento di democratizzazione che può aiutare tanto le nazioni più avvantaggiate quanto le economie emergenti”.
Tamponi di analisi stampati in 3D per i test per la COVID-19
I test diagnostici che verificano se i pazienti hanno contratto la COVID-19 sono un elemento imprescindibile per contrastare il diffondersi della pandemia, tuttavia le organizzazioni sanitarie di tutto il mondo si sono trovate a dover fare i conti con una scarsità di tamponi nasofaringei necessari per raccogliere i campioni. Per far fronte a questo problema, l’Hospital virtual Valdecilla (HvV) in Spagna, grazie a un’equipe di ricerca multidisciplinare, composta da specialisti di otorinolaringoiatria, infermieri e ingegneri, ha sviluppato un progetto alternativo che grazie all’utilizzo della stampante 3D SLA di Formlabs e della Surgical Guide Resin, materiale biocompatibile e autoclavabile, gli consente di realizzare 324 tamponi in 11 ore, cioè 650 tamponi su una sola stampante in 24 ore, se si stampa durante la notte.
I tamponi stampati in 3D sono stati testati su oltre 100 pazienti in Spagna per convalidare la sicurezza e l’usabilità, così da garantire che funzionino correttamente senza arrecare alcun danno ai degenti. Inoltre, servendosi di strumenti sterilizzati per rendere l’ambiente asettico e controllato, è stato elaborato un processo di fabbricazione, dalla stampa 3D alla pulizia e la polimerizzazione post-stampa, fino al controllo della qualità. La convalida clinica interna è stata eseguita da medici dei reparti di microbiologia e otorinolaringoiatria del Valdecilla University Hospital. Dopo la convalida clinica interna le autorità sanitarie della regione spagnola della Cantabria hanno approvato l’uso clinico di tamponi stampati in 3D.
L’Hospital virtual Valdecilla ha reso il progetto dei tamponi open-source e disponibile per il pubblico, in modo che le altre istituzioni in carenza di attrezzature e in possesso di una stampante 3D SLA Form 2 o Form 3B, da usare con la Surgical Guide Resin, possano fabbricare i propri strumenti.
Formlabs, nel proprio stabilimento in Ohio dotato di certificazione ISO 13485 ha prodotto centinaia di migliaia di tamponi convalidati dalla Food and Drug Administration, l’ente governativo statunitense che si occupa della regolamentazione dei prodotti alimentari e farmaceutici.
Adattatori per convertire le macchine BiPAP in ventilatori meccanici
Northwell Health, il maggiore fornitore di cure sanitarie di New York, ha progettato degli adattatori stampati in 3D, facilmente stampabili tramite le stampanti stereolitografiche Formlabs, che possono essere utilizzati per convertire le macchine BiPAP (bi-level positive airway pressure), utilizzate tipicamente per i pazienti che soffrono di apnea notturna, in ventilatori meccanici invasivi funzionali.
Dopo che l’adattatore è stato utilizzato con successo per salvare vite umane a New York, Northwell Health e Formlabs hanno ottenuto dalla FDA l’autorizzazione all’uso di emergenza (EUA) per produrre e distribuire gli adattatori. Nella sua sede sede di Sommerville in Massachusetts, che rispetta gli standard FDA, Formlabs ha assegnato 150 stampanti alla produzione di adattatori, arrivando a produrne 3000 al giorno.
Schermi facciali di protezione contro la COVID-19
Una delle applicazioni più diffuse della stampa 3D alla produzione di dispositivi di protezione individuali sono gli schermi facciali monouso, pensati per essere indossati sopra la mascherina per limitare l’esposizione frontale a schizzi ed aerosol.
Gli schermi facciali sono composti da uno schermo trasparente, una fascetta in plastica a forma di ferro di cavallo, che fa da supporto per lo schermo, e una banda elastica da posizionare attorno alla testa. Le fascette in plastica possono essere stampate in 3D, mentre gli altri componenti sono facilmente reperibili in molti negozi. A Raincy, in Francia, grazie all’utilizzo di quattro stampanti SLA Form 3B, l’ospedale e il comune hanno prodotto oltre 200 schermi in meno di dieci giorni.
Un catalogo di soluzioni efficaci stampabili da chiunque
Formlabs ha inoltre attivato una rete di assistenza per l’emergenza COVID-19 alla quale hanno aderito più di 3.000 volontari in tutto il mondo (con oltre 5.000 stampanti) che si sono mobilitati per raggiungere l’obiettivo comune di aiutare amici, persone care e operatori sanitari durante la crisi causata dalla COVID-19.
Sebbene alcune apparecchiature mediche, come i tamponi nasali, richiedano ambienti di fabbricazione specializzati, processi ben definiti e debbano rispettare numerosi requisiti normativi che la maggioranza dei volontari non sono in grado di soddisfare, ci sono però diverse soluzioni efficaci utilizzabili dai lavoratori di tutto il mondo che possono essere stampate da chiunque. Per questo Formlabs ha creato un catalogo accessibile a tutti di soluzioni, selezionate tra centinaia di design e concetti ed esaminate da un team interno di esperti del settore sanitario, ingegneri e medici. Un’accurata selezione in continuo aggiornamento di elementi, fra cui componenti aggiuntivi per maniglie e parti per mascherine, i cui file e materiali sono stati ottimizzati per le stampe 3D stereolitografiche.