Impresión 3D para la salud: nuevas soluciones al reto de la Covid-19 en Cataluña

Las principales ventajas de la impresión 3D o fabricación aditiva respecto a otros procesos de fabricación es que permite la rápida validación geométrica de diseños, así como la producción de series cortas de piezas. La fabricación aditiva se contempla como un método complementario a la inyección de plástico, que tiene una capacidad muy superior de producción a bajo coste.

La aplicación de la impresión 3D en el sector salud se había orientado, hasta ahora, a la fabricación personalizada de prótesis e implantes para ortodoncia, ortopedia y traumatología. La carencia de material sanitario, debido a la crisis sanitaria mundial causada por la Covid 19, ha impulsado una serie de iniciativas en el sector salud mediante la fabricación aditiva como método alternativo de producción local de equipamientos y dispositivos sanitarios para hacer frente a la rotura de stocks.

La carencia de material sanitario, debido a la crisis sanitaria mundial causada por la Covid 19, ha impulsado una serie de iniciativas en el sector salud mediante la fabricación aditiva como método alternativo de producción local de equipamientos y dispositivos sanitarios para hacer frente a la rotura de stocks.

De este modo, diferentes redes de empresas, emprendedores y voluntarios agrupados bajo la denominación de «Makers» se han organizado de forma colaborativa y altruista para evitar el posible colapso de los recursos sanitarios y conseguir dar respuesta a toda una serie de necesidades vitales y urgentes identificadas.

La Covid 19 es altamente contagiosa (R0 = 2- 2.5 segundos OMS) (1) y se transmite durante contactos cercanos desprotegidos (2); en algunas personas le ataca los pulmones, en concreto las células de sus alvéolos, y puede llegar a ocasionar desde la sensación de ahogo hasta neumonía e insuficiencia respiratoria que hace necesario el uso de respiradores como soporte ventilatorio (3).

A continuación se mencionarán algunos de los proyectos más relevantes identificados de fabricación mediante impresión 3D de equipamientos y dispositivos sanitarios para hacer frente en el día a la pandemia y la falta de equipamiento. Podéis encontrar otras iniciativas interesantes fabricadas o no mediante impresión 3D en el informe generado por AQuAS (4).

LEITAT 1, respirador 3D industrializable

Dada la escasez de respiradores, el Leitat 1 -respirador construido en Cataluña que ha conseguido la autorización de la Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios (AEMPS) y puede ser utilizado en el marco de un ensayo clínico en Cataluña- ha llegado en el momento adecuado para la gran demanda de estos aparatos dado que el mercado tradicional no podía cubrir las necesidades. Leitat 1 ha sido diseñado por Magí Galindo, director científico y técnico de IAM 3DHub a Leitat. Y validado clínicamente por el Dr. Lluís Blanch, director de innovación e investigación del hospital Parc Taulí. Este respirador está fabricado parcialmente mediante impresión 3D, y funciona como respiradero de campaña, sencillo y que permite intubar una persona durante tres o cuatro días. Este respirador es fruto de la alianza entre el Consorcio de la Zona Franca (CZFB), HP y Leitat (Tecnio) junto con CatSalut, a través del Consorci Sanitari de Terrassa (CST) y el Hospital Parc Taulí de Sabadell junto con el Hospital Clínic de Barcelona -estos dos últimos han llevado cabo los tests- y en colaboración con otras entidades y empresas. (5) (6) (7)

RECAMBIOS Y CONEXIONES VÍA AÉREA del laboratorio 3D del Instituto de Investigación e Innovación I3PT Parc Taulí

El laboratorio 3D del Parc Taulí, con el Dr. Ferran Fillat al frente, ha liderado una iniciativa de fabricación mediante impresión 3D de repuestos y conexiones por la vía aérea. Esta iniciativa cuenta con aproximadamente 600 colaboradores, a destacar el Colegio Oficial de Médicos de Barcelona (COMB), el Colegio Oficial de Ingenieros Industriales en Cataluña (EIC) y las empresas colaboradoras agrupadas en la plataforma 3dcovid19 . El equipo del Dr. Fillat valida clínicamente las piezas diseñadas e impresas en 3D que se ponen a disposición en un catálogo con los parámetros técnicos de diseño y de impresión así como los requerimientos de materiales (8). El EIC coordina la producción de las empresas según las necesidades que los hospitales han expresado y el COMB está al cargo de la distribución según los pedidos. Aunque inicialmente la fabricación de piezas se realizaba íntegramente en impresión 3D, han conseguido que algunos modelos del catálogo puedan inyectarse en plástico incrementando exponencialmente la producción. A mediados de abril, esta iniciativa había fabricado 105.000 consumibles para respiradores de UCI, gafas nasales, y válvulas para respiración asistida, de las que el 57% se han fabricado por inyección (9).

Pantallas protectoras, otros artilugios y cultura Maker

La cultura Maker es una extensión de la cultura DIY (Do it Yourself o hágalo usted mismo) que promueve la idea de que todas las personas somos capaces de desarrollar cualquier tarea en lugar de tener que contratar un especialista para realizarla ( 10). Los «coronavirus Makers», los «makers Tierras del Ebro» y los «Covid Warriors» son algunas de las comunidades de voluntarios auto-organizadas en Cataluña que dedica esfuerzos a paliar el impacto de la Covid en el sector sanitario mediante la impresión 3D. Estas comunidades auto-organizadas con una gran inteligencia colectiva gracias al poder que otorga el uso adecuado de las redes sociales: mientras crean diseños de viseras, y otros artilugios para el personal sanitario, otros los fabrican en las sus impresoras 3D, otros los limpian y también hay quien ofrece su transporte para acercar el material a hospitales y residencias de ancianos donde el material sirve para salvar vidas (11).

En Cataluña, estas comunidades se han centrado principalmente en la fabricación mediante 3D de equipamiento sanitario no considerado como EPI o producto sanitario tal como: las pantallas protectoras o viseras, los abre-puertas -donde destaca la implicación de CIM_UPC- y los salva-orejas. Los diferentes diseños imprimibles en Cataluña por la comunidad maker han sido validados por profesionales sanitarios del país. Además, estas comunidades han coordinado con los hospitales y / o servicios territoriales de Salud para dar respuesta a la demanda de forma ordenada. A inicios de abril, CoronavirusMakers habían fabricado y entregado 27.000 pantallas. A finales de abril, los «makers Tierras del Ebro» han fabricado aproximadamente 12.000 pantallas, 350 abrepuertas y 600 salvaorelles (12). La plataforma 3dcovid19.org también ha contribuido en la producción de pantallas protectoras (14.000 protecciones faciales hechas con inyección y unas 6.000 hechas con impresión 3D).

En Cataluña, estas comunidades se ha centrado principalmente en la fabricación mediante 3D de equipamiento sanitario no considerado como EPI o producto sanitario tal como: las pantallas protectoras o viseras, los abre-puertas -donde destaca la implicación de CIM_UPC- y los salva-orejas.

El ecosistema catalán en impresión 3D

Cataluña junto con el centro de Europa, Estados Unidos y Japón son los cuatro hubs mundiales que lideran el conocimiento y la industria de la impresión 3D.

Datos 2018 del hub 3D catalán (13):

• 90: Número de empresas que ofrecen servicios de impresión 3D
• 90%: Porcentaje de Pequeñas y Medianas Empresas
• 239m €: Facturación total
• 1.118 Trabajadores empleados en impresión 3D
• El sector salud es uno de los principales focos de interés

Los Principales Hubs Mundiales de Desarrollo de la Impresión 3D

El sector de la impresión 3D ha alcanzado un crecimiento considerable en los últimos años y durante estos meses este potencial se ha puesto al servicio de los centros de salud para intentar paliar la falta de material sanitario. Empresas, entidades del sector salud, centros de investigación, así como voluntarios de la comunidad maker han organizando para producir grandes cantidades de equipamiento sanitario y dispositivos.

La versatilidad y las ventajas de la fabricación aditiva que se están demostrando durante estos meses en el sector salud, está abriendo puertas a la diversificación de productos de las empresas del sector y plantea si debería potenciar la incorporación de laboratorios de impresión 3D en los hospitales catalanes.

Valdrá la pena aprovechar este empuje socio-tecnológica para cuando pase esta crisis, podamos disponer de un sector de nueva actividad, más potente y reforzado junto con el resto de campos emergentes de la nueva economía

Referencias

• 1. WHO. Report of the WHO-China Joint Mission on Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) [Internet]. 2020. Available from: https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/who-china-joint-mission-on-covid-19-final-report.pdf
• 2. WHO. Modes of transmission of virus causing COVID-19: implications for IPC precaution recommendations [Internet]. 2020. Available from: https://www.who.int/news-room/commentaries/detail/modes-of-transmission-of-virus-causing-covid-19-implications-for-ipc-precaution-recommendations
• 3. Catalunya A de SP de. Preguntes i respostes sobre la COVID-19 [Internet]. 2020 [cited 2020 Apr 27]. Available from: http://salutpublica.gencat.cat/ca/detalls/Article/Nou-Coronavirus-2019-nCoV
• 4. AQuAS. Ventiladores mecánicos y otros dispositivos sanitarios para la crisis de la COVID-19 : iniciativas , regulación y recomendaciones [Internet]. 2020. Available from: http://aquas.gencat.cat/web/.content/minisite/aquas/publicacions/2020/ventiladores_mecanicos_COVID19_AQuAS_abril2020es.pdf
• 5. Polo J. Coronavirus: La Zona Franca fabricará 100 respiradores diarios con impresoras 3D. La Vanguardia [Internet]. 2020 Mar 22; Available from: https://www.lavanguardia.com/vida/20200322/4830789695/respirador-3d-coronavirus-consorci-de-la-zona-franca.html
• 6. CatRadio. Manel Balcells: “El respirador Leitat 1 sortirà en qüestió de dies” [Internet]. CCMA. 2020. Available from: https://www.ccma.cat/catradio/alacarta/catalunya-nit/salut-el-respirador-leitat-1-sortira-en-questio-de-dies/audio/1067915/
• 7. Jiménez-Botías M. Un respirador “made in Catalonia” comenzará a producirse este lunes. El Periódico [Internet]. 2020 Mar 22; Available from: https://www.elperiodico.com/es/economia/20200322/un-respirador-made-in-catalonia-comenzara-distribucion-hospitales-7900250
• 8. Hospital U. Parc Taulí. Catálogo de piezas [Internet]. 2020. Available from: http://www.tauli.cat/es/institut/plataformes-i-serveis/laboratori-3d/covid-3d/cataleg/
• 9. Rigol J. Comunicació interna del coordinador de la producció.
• 10. Juan Manuel García. Coronavirus Makers: innovación social y cooperación tecnológica contra la Covid-19. La Vanguardia [Internet]. 2020 Apr 20; Available from: https://www.lavanguardia.com/tecnologia/20200418/48544501897/coronavirus-makers-mascarillas-impresoras-3d.html
• 11. Fernández J. Coronavirus makers: el virus bueno. La opinión Coruña [Internet]. 2020 Apr 6; Available from: https://www.laopinioncoruna.es/sociedad/2020/04/06/coronavirus-makers-virus-bueno/1492299.html
• 12. Bel J. Comunicació interna del coordinador dels “makers Terres de l’Ebre». 2020.
• 13. Investment CT&. 3D Printing in Catalonia. 2018.