06-04-20

Additive Manufacturing: een nieuwe held in crisissituaties

Additive Manufacturing-technologieën zijn in rap tempo uitgegroeid tot een vitaal hulpmiddel in de huidige coronacrisis. Over de hele wereld zijn de zorgsystemen volledig overrompeld en is de vraag naar personeel dusdanig groot, dat zelfs gepensioneerde verpleegsters en dokters worden opgeroepen om te helpen bij het verzorgen van patiënten en het testen van mensen op besmetting met dit nieuwe virus. Deze gigantische medische operatie begint er op veel plekken voor te zorgen dat er tekorten ontstaan van essentiële medische apparatuur en persoonlijke beschermingsmiddelen (PPE/PBM’s), voor zowel patiënten als zorgprofessionals. Hierdoor wordt duidelijk dat het in tijden van wereldwijde crisis zeer moeilijk is om op internationale leveringen te vertrouwen. Dit is vooral te wijten aan het feit dat fabrikanten van apparatuur en beschermende uitrusting, die toch al moeite hebben om aan de vraag naar deze materialen te voldoen, de opdracht hebben gekregen om voorraden aan te houden voor binnenlands gebruik. Hierdoor is het aantal goederen dat kan worden geëxporteerd beperkt.

Additive Manufacturing – een nieuw essentieel instrument in de strijd om levens te redden
In veel regio’s is Additive Manufacturing op kleine schaal een onverwachte oplossing gebleken voor de tekorten in de massale bevoorrading, in wat steeds meer op een oorlogstijdsachtige operatie begint te lijken.

Online 3D-printcommunities, zoals social media-groepen op Facebook, hebben de handen ineengeslagen om te helpen bij de levering van medische apparatuur. Via databases zoals Thingiverse en GrabCAD delen ontwerpers en eigenaars van 3D-printers digitale blauwdrukken, en werken zo samen om snel apparatuur te ontwerpen en te vervaardigen. Deze apparatuur wordt vervolgens gedoneerd aan ziekenhuizen en zorgprofessionals.

Soms blijken de meest eenvoudige ontwerpen ook het meest effectief te zijn. PBM’s, zoals mondmaskers en gelaatsschermen, zijn van vitaal belang bij het voorkomen dat door de lucht verspreide druppels in contact komen met medisch personeel tijdens het behandelen en het testen van patiënten. FDM-printers kunnen worden gebruikt om eenvoudige hoofdbanden te maken, wat in combinatie met een dun vel gesneden plastic als polycarbonaat of acryl een perfect, een zeer goedkoop en functioneel persoonlijk beschermmiddel vormt. Er zijn zelfs gevallen waarin particulieren deze onderdelen thuis of in de garage printen en dozen vol opsturen naar ziekenhuizen of het inleveren bij centrale inzamelpunten.

Aan de technisch meer geavanceerde kant gebruiken ziekenhuizen hun eigen uitrusting of die van onderzoeksinstituten waarmee zij een partnerschap hebben, om venturi-ventilatorkleppen te produceren met behulp van technologieën zoals polymeer-sintering. In de Verenigde Staten bijvoorbeeld, 3D-print de University of South Florida in grote aantallen neusswabs op FormLabs SLA-machines voor gebruik bij het testen op COVID-19. Een ander voorbeeld is te vinden in Brescia, Italië, waar ziekenhuizen te kampen hadden met extreme tekorten aan beademingsapparatuur en mensen stierven terwijl zij op de wachtlijst stonden om geholpen te worden. Cristian Fracassi en zijn team staken vrijwillig hun tijd en expertise in het produceren van onofficiële replica’s van kleponderdelen, waarmee zij de capaciteit van intensive care-ventilatoren van ziekenhuizen aanzienlijk konden vergroten.

Door de extreme urgentie van de huidige situatie, waarin mensenlevens afhangen van de beschikbaarheid van apparatuur, slaan veel ziekenhuizen en fabrikanten de gebruikelijke formaliteiten en bureaucratie die normaal gesproken komen kijken bij de productie van medische apparatuur over, waardoor veel kostbare tijd bespaard kan worden. Intellectueel eigendom van ontwerpen van onderdelen en het testen en medisch certificeren van onderdelen wordt op korte termijn grotendeels genegeerd, vanwege het simpele feit dat zonder deze apparatuur dagelijks vele mensen sterven en veel levens in gevaar worden gebracht.

Fabrikanten uit niet-medische industrieën die beschikken over 3D-printmogelijkheden worden ook door overheden opgeroepen om te helpen in de gigantische strijd tegen COVID-19. Met een vergelijkbare instelling beginnen designcommunities over de hele wereld wedstrijden te organiseren met als doel nieuwe medische oplossingen te vinden. Er wordt bijvoorbeeld gevraagd om ontwerpinzendingen voor eenvoudige, betaalbare en doeltreffende apparatuur, zoals mechanische medische ventilatoren. Medische beademingsapparatuur is van cruciaal belang bij het helpen van patiënten die ernstig getroffen zijn door een door het virus veroorzaakte longontsteking en daardoor moeite hebben met ademen.

Als keerzijde van de manier waarop dit vreselijke virus de wereld heeft veranderd, verwachten we dat Additive Manufacturing-technologieën wijder verbreid zullen worden. In de toekomst zullen deze technologieën een grote rol gaan spelen in onze ziekenhuizen en in wereldwijde medische toeleveringsketens.

Denkt u dat u kunt helpen?
Als u dit leest, u over Additive Manufacturing-mogelijkheden beschikt, en zich afvraagt wat u kunt doen om te helpen; neemt u dan contact op met een lokale universiteit, industriegroep, beroepsvereniging binnen uw sector, of een door de overheid gestuurd productieorgaan. Veel overheden over de hele wereld doen op dit moment een beroep op bedrijven met beschikbare fabricagecapaciteit om de ongekende vraag naar verschillende soorten basis-PBM’s en andere medische uitrusting te helpen verlichten. Aan veel van de meest elementaire benodigdheden, zoals maskerclips en gelaatsschermen, is op dit moment een groot tekort, en deze zouden kunnen worden vervaardigd met behulp van gewone 3D-printers. Het Fraunhofer Project Center is onlangs betrokken geraakt bij de Give-a-breath-challenge, om een goedkoop, eenvoudig te bouwen en vrij beschikbaar ventilatorontwerp te maken met behulp van Additive Manufacturing. Als u meer wilt weten of denkt dat u met ons aan iets soortgelijks kunt werken, neem dan contact met ons op.

Deel deze blog

Ian
Gibson

Professor Ian Gibson is gepromoveerd op het gebied van industriële robotica en is een bekende expert in de wereld van additive manufacturing. Hij heeft gewerkt in Azië en Europa. Aan de Deakin University in Australië heeft hij het Centre for Advanced Design and Engineering Training opgericht. Zijn boek, "Additive Manufacturing Technologies", uitgegeven door Springer, is de nummer 1 van alle productieboeken en is meer dan 5 miljoen keer gedownload. Ian is één van de directeuren van het huidige Fraunhofer Innovation Platform for Advanced Manufacturing.