W momencie pojawienia się pierwszych informacji o zakażeniu wirusem SARS-CoV-2 powodującym chorobę COVID-19, nikt chyba nie spodziewał się, że problem wzmożonej zachorowalności dotknie cały świat. Dziś już wiemy, że to pandemia, która niesie za sobą tragiczne skutki. Do walki z koronawirusem skierowano wiele sił, a na pierwszej linii frontu pozostają służby medyczne – lekarze, pielęgniarki i personel szpitalny czy ratownicy medyczni. Jak w walce ze światową pandemią może pomóc druk 3d?

Druk 3D a koronawirus

Nowoczesne technologie medyczne są nadzieją dla wielu pacjentów, w tym także i dla służby zdrowia w poszczególnych krajach. Wśród nich można mówić między innymi o drukarkach 3D. Projekty tworzone z ich wykorzystaniem już w maju 2020 roku stosowane były do wspomagania wysiłków medyków w walce z pandemią COVID-19. Dzięki wydrukom 3D wykonano miliony urządzeń, które znalazły użytek w szpitalach i innych placówkach medycznych.

Druk 3D powstaje z wykorzystaniem technologii addytywnej, czyli w ramach wytwarzania przyrostowego. Poprzez nakładanie kolejnych warstw filamentu, tj. tworzywa stosowanego do wydruku przestrzennego oraz z użyciem modelu komputerowego, można stworzyć dowolne obiekty trójwymiarowe. Drukarka 3D pozwala wytwarzać dowolne obiekty zaprojektowane w odpowiednich programach komputerowych. To tania i coraz bardziej dostępna metoda produkcji, która znalazła zastosowanie także w medycynie, w tym w walce z pandemią koronawirusa.

Czytaj także: Czy druk 3D może ratować życie?

Wyposażenie dla szpitali z drukarki 3D

W momencie gdy w Polsce było dopiero kilka przypadków zachorowań na COVID-19, na świecie pandemia rozwijała się w najlepsze. Jednak równocześnie nie brakowało osób, które chciały wesprzeć służby medyczne walczące z pandemią. 18 marca 2020 roku powstała grupa ludzi działających w branży druku 3D w Hiszpanii, która postanowiła współdziałać. Łącznie liczyła 17 000 członków, którzy we własnym zakresie wykonali aż 450 000 elementów wyposażenia dla szpitali, w tym przyłbice, adaptery do filtrów do respiratorów oraz respiratory dla szpitali.

Oprócz tego w różnych częściach świata powstawały platformy koordynujące pomoc w walce z pandemią, np. Amerykański Narodowy Instytut Zdrowia, współdziałający z inicjatywą AmericaMakes i agendą Veteran Affairs otworzył na swojej stronie poświęconej drukowi 3D taką platformę. Liczne firmy zajmujące się drukowaniem 3D włączyły się w walkę z COVID-19, tworząc projekty do drukarek 3D udostępniane powszechnie do wydruku, jak i drukując części do wentylatorów, respiratorów CPAP do bezinwazyjnej wentylacji płuc, przyłbice, maski ochronne i inne urządzenia.

Respirator drukowany w 3D

Kluczową rolę w walce z pandemią pełnią respiratory, dzięki którym najciężej chorujący pacjenci mają szansę przeżyć zakażenie. Respirator jest specjalistycznym sprzętem medycznym, który oddycha za pacjenta. Zanim takie urządzenie trafi na OIOM w szpitalu i na oddziały COVID-owe musi spełniać certyfikaty, które zapewniają bezpieczeństwo jego stosowania.

Okazuje się jednak, że także i w tym przypadku pomóc może druk 3D. Koronawirus może być pokonany dzięki nowoczesnej technice, w czym pomaga drukowanie w 3D. Pierwszym stworzonym w ten sposób respiratorem jest urządzenie wykonane przez zespół inżynierów z hiszpańskich firm technologicznych, którzy podjęli współpracę z HP. Ich respirator 3D uzyskał aprobatę dyrektora ds. innowacji w szpitalu Parc Tauli w Sabadell. Mowa tu o respiratorze Leitat 1, który wyposażono w części drukowane 3D na urządzeniach marki HP. Wszystkie elementy rozwiązania zostały uproszczone w maksymalny sposób. W efekcie wydruk 3D pozwolił na opracowanie projektu oraz prototypu wytrzymałego, użytecznego urządzenia medycznego. W przyszłości pozwoli to na łatwiejsze powielanie projektu przez kolejne firmy zajmujące się drukowaniem 3D. Medycyna dzięki temu zyskuje sprzęt do ratowania życia pacjentów najciężej dotkniętych wirusem SARS-CoV-2.

Pełen sukces przedstawicieli wspomnianego szpitala sprawił, że respirator Leitat 1 może być produkowany w opłacalnym trybie – jednostkowo lub w ramach produkcji seryjnej, po 50-100 sztuk dziennie. Respiratory w dzisiejszych, pandemicznych czasach są na wagę złota. Tymczasem trwają prace nad nową, lepszą wersją urządzenia – Leitat 2. W produkcję urządzenia zaangażowały się firmy Airbus i Navantia. Pozwoli to na wyprodukowanie jak największej ilości respiratorów w możliwie jak najkrótszym czasie.

Możliwość wytworzenia na miejscu, tam gdzie jest to potrzebne, części do respiratorów na drukarkach 3D likwiduje problem z koniecznością transportu komponentów, co obecnie jest mocno utrudnionym zadaniem.

Użyteczność i rozwój druku 3D w medycynie

Perspektywy rozwoju druku 3D w medycynie są szerokie. Takie drukowanie 3D pozwala na projektowanie i wytwarzanie protez, implantów czy nawet leków. Nieocenioną pomocą okazują się projekty w druku 3D w medycynie – w chirurgii, ponieważ dają one możliwość precyzyjnego zaplanowania skomplikowanych operacji i realizację różnych scenariuszy.

Czytaj także: Druk 3D jako alternatywa dla konwencjonalnych metod produkcji