Impressió 3D per a la salut: noves solucions al repte de la COVID-19 a Catalunya

Els principals avantatges de la impressió 3D o fabricació additiva respecte a altres processos de fabricació és que permet la ràpida validació geomètrica de dissenys, així com la producció de series curtes de peces. La fabricació additiva es contempla com un mètode complementari a la injecció de plàstic el qual té una capacitat molt superior de producció a baix cost.

L’aplicació de la impressió 3D en el sector salut, s’havia orientat fins ara, a la fabricació personalitzada de pròtesis i implants per ortodòncia, ortopèdia i traumatologia. La mancança de material sanitari, degut a la crisi sanitària mundial causada per la COVID 19, ha impulsat una sèrie d’iniciatives al sector salut mitjançant la fabricació additiva com a mètode alternatiu de producció local d’equipaments i dispositius sanitaris per fer front al trencament d’estocs.

La mancança de material sanitari, degut a la crisis sanitària mundial causada per la COVID 19, ha impulsat una sèrie d’iniciatives al sector salut mitjançant la fabricació additiva com a mètode alternatiu de producció local d’equipaments i dispositius sanitaris per fer front al trencament d’estocs.

D’aquesta manera, diferents xarxes d’empreses, emprenedors i voluntaris agrupats sota la denominació de “Makers” s’han organitzat de forma col·laborativa i altruista per evitar el possible col·lapse dels recursos sanitaris i aconseguir donar resposta a tota una sèrie de necessitats vitals i urgents identificades.

La COVID-19 és altament contagiosa (R0 = 2- 2.5 segons OMS) (1) i es transmet a través de gotetes i fomites durant contactes propers desprotegits (2); a algunes persones ataca els pulmons, en concret les cèl·lules dels seus alvèols, i pot arribar a ocasionar des de la sensació d’ofec fins a pneumònia i insuficiència respiratòria que fa necessari l’ús de respiradors com a suport ventilatori (3).

A continuació es mencionaran alguns dels projectes més rellevants identificats de fabricació mitjançant impressió 3D d’equipaments i dispositius sanitaris per fer front en el dia a la pandèmia i a la falta d’equipament. Podeu trobar altres iniciatives interessants fabricades o no mitjançant impressió 3D a l’informe generat per AQuAS (4).

LEITAT 1, respirador 3D industrialitzable

Donada l’escassetat de respiradors, el Leitat 1 –respirador construït a Catalunya que ha aconseguit l’autorització de l’Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios (AEMPS) i pot ser utilitzat en el marc d’un assaig clínic a Catalunya- ha arribat en el moment adient per la gran demanda d’aquests aparells donat que el mercat tradicional no en podia cobrir les necessitats. Leitat 1 ha estat dissenyat per Magí Galindo, director científic i tècnic de IAM 3DHub a Leitat., i validat clínicament pel Dr. Lluís Blanch, director d’innovació i recerca de l’hospital Parc Taulí. Aquest respirador està fabricat parcialment mitjançant impressió 3D, i funciona com a respirador de campanya, senzill i que permet intubar una persona durant tres o quatre dies. Aquest respirador és fruit de l’aliança entre el Consorci de la Zona Franca (CZFB), HP i Leitat (Tecnio) junt amb CatSalut, a través del Consorci Sanitari de Terrassa (CST) i l’Hospital Parc Taulí de Sabadell junt amb l’Hospital Clínic de Barcelona –aquests dos últims han dut terme els tests- i en col·laboració amb d’altres entitats i empreses. (5) (6) (7)

RECANVIS I CONNEXIONS VIA AÈREA del laboratori 3D del Institut d’Investigació i Innovació I3PT Parc Taulí

El laboratori 3D del Parc Taulí, amb el Dr. Ferran Fillat al capdavant, ha liderat una iniciativa de fabricació mitjançant impressió 3D de recanvis i connexions per la via aèria. Aquesta iniciativa compta amb aproximadament 600 col·laboradors, a destacar el Col·legi Oficial de Metges de Barcelona (COMB), el Col·legi Oficial d’Enginyers Industrials a Catalunya (EIC) i les empreses col·laboradores agrupades en la plataforma 3dcovid19. L’equip del Dr. Fillat valida clínicament les peces dissenyades i impreses en 3D que es posen a disposició en un catàleg amb els paràmetres tècnics de disseny i d’impressió així com els requeriments de materials (8). El EIC coordina la producció de les empreses segons les necessitats que els hospitals han expressat i el COMB està al càrrec de la distribució segons les comandes. Tot i que inicialment la fabricació de peces es realitzava íntegrament en impressió 3D, han aconseguit que alguns models del catàleg puguin injectar-se en plàstic incrementant exponencialment la producció. A mitjans d’abril, aquesta iniciativa havia fabricat 105.000 consumibles per respiradors de UCI, ulleres nasals, i vàlvules per respiració assistida, de les quals el 57% s’han fabricat per injecció (9).

Pantalles protectores, altres ginys i cultura Maker

La cultura Maker és una extensió de la cultura DIY (Do it Yourself o faci-ho vostè mateix) que promou la idea que totes les persones som capaces de desenvolupar qualsevol tasca en lloc d’haver de contractar un especialista per a realitzar-la (10). Els “CoronaVirus Makers”, els “makers Terres de l’Ebre” i els “Covid Warriors” són algunes de les comunitats de voluntaris auto-organitzades a Catalunya que dedica esforços a pal·liar l’impacte de la Covid en el sector sanitari mitjançant la impressió 3D. Aquestes comunitats auto-organitzades amb una gran intel·ligència col·lectiva gràcies al poder que atorga l’ús adequat de les xarxes socials: mentre uns creen dissenys de viseres, i altres ginys per al personal sanitari, d’altres els fabriquen a les seves impressores 3D, d’altres els netegen i també hi ha qui ofereix el seu transport per apropar el material a hospitals i residències de gent gran on el material serveix per salvar vides (11).

A Catalunya, aquestes comunitats s’ha centrat principalment en la fabricació mitjançant 3D d’equipament sanitari no considerat com a EPI o producte sanitari tal com: les pantalles protectores o viseres, els obre-portes –on hi destaca la implicació de CIM_UPC- i els salva-orelles. Els diferents dissenys imprimibles a Catalunya per la comunitat maker han estat validats per professionals sanitaris del país. A més, aquestes comunitats s’han coordinat amb els hospitals i/o serveis territorials de Salut per donar resposta a la demanda de forma ordenada. A inicis d’Abril, CoronavirusMakers havien fabricat i entregat 27.000 pantalles. A finals d’abril, els “makers Terres de l’Ebre” han fabricat aproximadament 12.000 pantalles, 350 obreportes i 600 salvaorelles (12). La plataforma 3dcovid19.org també ha contribuït en la producció de pantalles protectores (14.000 proteccions facials fetes amb injecció i unes 6.000 fetes amb impressió 3D).

A Catalunya, aquestes comunitats s’ha centrat principalment en la fabricació mitjançant 3D d’equipament sanitari no considerat com a EPI o producte sanitari tal com: les pantalles protectores o viseres, els obre-portes –on hi destaca la implicació de CIM_UPC- i els salva-orelles.

L’ecosistema català en impressió 3D

Catalunya junt amb el centre d’Europa, Estats Units i Japó són els quatre hubs mundials que lideren el coneixement i la indústria de la impressió 3D.

Dades 2018 del hub 3D català (13):

• 90: Nombre d’empreses que ofereixen serveis d’impressió 3D
• 90%: Percentatge de Petites i Mitjanes Empreses
• 239M€: Facturació total
• 1.118 Treballadors empleats en impressió 3D
• El sector salut és un dels principals focus d’interès

Els Principals Hubs Mundials de Desenvolupament de la Impressió 3D

El sector de la impressió 3D ha assolit un creixement considerable els darrers anys i durant aquests mesos aquest potencial s’ha posat al servei dels centres de salut per tal d’intentar pal·liar la manca de material sanitari. Empreses, entitats del sector salut, centres de recerca, així com voluntaris de la comunitat maker s’han organitzant per produir grans quantitats d’equipament sanitari i dispositius.

La versatilitat i els avantatges de la fabricació additiva que s’estan demostrant durant aquests mesos en el sector salut, està obrint portes a la diversificació de productes de les empreses del sector i planteja si s’hauria de potenciar la incorporació de laboratoris d’impressió 3D en els hospitals catalans.

Valdrà la pena aprofitar aquesta embranzida socio-tecnològica per quan passi aquesta crisi, puguem disposar d’un sector de nova activitat, més potent i reforçat junt amb la resta de camps emergents de la nova economia

Referències

• 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.