Поскольку количество госпитализаций из-за COVID-19 продолжает расти в США,.S., решение проблемы нехватки средств индивидуальной защиты (СИЗ) для медицинских работников становится все более актуальным. Учреждения и организации по всей стране, включая Массачусетский технологический институт, изо всех сил стараются собрать и отправить неиспользованные маски для лица в местные больницы.
В гонке за защиту врачей, медсестер и пациентов некоторые предлагали использовать такие технологии, как трехмерная печать, для быстрого изготовления масок. В недавней записке преподаватели Массачусетского технологического института Мартин Калпеппер, Питер Фишер и Элазер Эдельман при участии Нила Гершенфельда и А. Джон Харт подробно описывает риски, связанные с использованием трехмерной печати для создания СИЗ и медицинских устройств, связанных с COVID-19.
Мартин Калпеппер – профессор машиностроения, директор Project Manus и член группы управления MIT по производственным возможностям для COVID-19. Здесь он обсуждает риски, связанные с использованием трехмерной печати для СИЗ, и то, что дизайнеры, исследователи и инженеры могут сделать для решения проблемы нехватки СИЗ.
Вопрос: Каковы риски, связанные с использованием трехмерной печати для изготовления СИЗ для медицинских работников??
О: Один из самых больших рисков, связанных с трехмерной печатью в ситуациях с COVID-19, – это ложное чувство надежды на то, что мы сможем быстро распечатать СИЗ для удовлетворения потребностей. Люди с благими намерениями хотят помочь и думают, что трехмерная печать может удовлетворить текущий спрос на медицинские устройства и СИЗ в больницах. Однако производство СИЗ, например масок, намного сложнее, чем люди могут себе представить, и маски с трехмерной печатью могут принести больше вреда, чем пользы.
Есть много проблем с некоторыми типами деталей с трехмерной печатью в связи с их использованием в клинических условиях. Одним из примеров является стерилизация – совместимость материалов с методами стерилизации, которые в настоящее время используются в больницах, и использование определенных материалов в условиях, когда неясно, как они взаимодействуют с другими химическими веществами, устройствами и контактируют с пациентами и поставщиками медицинских услуг. Дело в том, что сейчас проблема не в масках, а в фильтрующих материалах. В частности, использование фильтрующих материалов в масках имеет важное значение для их эффективности.
Фильтрующий материал – действительно удивительная вещь; это просто выглядит как простой кусок ткани, но это сделано с помощью очень специфического процесса для достижения очень определенного конечного состояния. Это конечное состояние специально разработано для улавливания мелких частиц. Некоторые материалы обладают электростатическим зарядом, поэтому мелкие частицы прилипают к волокнам, когда они пытаются пройти через них. Этот материал отлично подходит для клинического использования и срочно необходим прямо сейчас. Люди сосредотачиваются на самих масках, а не на решении реальной проблемы – фильтрующем материале для масок. Маски без фильтрующих материалов не имеют большого значения для защиты людей от распространения вирусов, таких как COVID-19.
Вопрос: Как дизайнеры и инженеры должны использовать трехмерную печать для разработки медицинских устройств и средств индивидуальной защиты, связанных с COVID-19??
О: В MIT у нас есть одни из лучших возможностей трехмерной печати, которые вы можете найти на планете. Реальность здесь такова, что мы не являемся крупными производителями: наши технологии трехмерной печати созданы для создания экспериментальных проектов, а не для массового производства медицинских продуктов. Лучшее использование наших технологий трехмерной печати прямо сейчас – это использовать их для быстрой демонстрации осуществимости, необходимой для того, чтобы проложить путь к высокопроизводительным производственным процессам. Затем мы можем работать с производителями, которые могут быстро раскрутить нашу продукцию и производить ее с необходимой скоростью.
Огромный объем потребности – еще одна причина, по которой мы не рекомендуем использовать трехмерную печать для производства СИЗ в кампусе Массачусетского технологического института. Некоторым больницам каждый день нужны тысячи единиц СИЗ, трехмерная печать просто не может удовлетворить этот спрос. Однако, если вам удастся придумать отличную идею СИЗ, которую можно изготавливать высокопроизводительным способом, удовлетворяющим спрос, мы рекомендуем людям использовать трехмерную печать в качестве средства для создания прототипов. После того, как у вас будет это трехмерное печатное доказательство прототипа концепции, MIT может быстро проверить его для использования в клинических условиях и найти производителей и компании-производители медицинского оборудования, у которых есть все необходимое для создания и распространения продуктов в больших масштабах.
В: Где исследователям и инженерам следует сосредоточить свои усилия, чтобы помочь решить проблему нехватки СИЗ??
О: Самый быстрый и безопасный способ оказать влияние – это пожертвовать неоткрытые СИЗ, которые продаются с разрешения регулирующих органов. Для членов сообщества MIT используйте программу MIT. Если вы живете в другом месте, не отнесите его в местную больницу – вместо этого найдите чиновника, который координирует местные усилия, и свяжитесь с ними. Вторая по важности вещь – налаживание сотрудничества и связей с другими.
В Массачусетском технологическом институте мы работаем над несколькими реалистичными проектами СИЗ, которые подходят для быстрого развертывания в высокопроизводительных производственных процессах. Эти прототипы проходят проверку для развертывания. Многие в сообществе поддерживают друг друга, предлагая советы по проектированию, поиску поставщиков, клиническую обратную связь через связи MIT и помогая найти места, где они могут связаться с производителями, если это необходимо.
Массачусетский технологический институт всегда был местом, где великие идеи могут иметь большое значение в мире. Если мы собираемся что-то изменить в этом кризисе, сейчас время для отличных идей. Одна из наших сильных сторон в Массачусетском технологическом институте заключается в том, что мы делаем упор на "разум, рука и сердце." Это время, когда нам нужно использовать все эти три вещи. Люди во всем мире обеспокоены и не уверены. Слишком много людей "бросать спагетти в стену" видеть, что прилипает, и не обдумывать вещи. Мы сможем решить эти проблемы самым быстрым и разумным способом, только если будем продолжать следовать девизу "ум, рука, сердце" нашим усилиям.