L'impression 3D pour lutter contre COVID-19

Compte tenu de la situation d'urgence actuelle que connaît la propagation du coronavirus COVID-19, de grandes initiatives et solutions émergent de la solidarité et de l'innovation, notamment pour pallier la pénurie d'équipements médicaux et d'équipements de protection individuelle (EPI).

Dans le secteur de l'impression 3D, il existe de nombreux ingénieurs et fabricants de matériaux qui, avec des spécialistes médicaux, travaillent à la conception de modèles d'EPI (équipements de protection individuelle) qui contribuent à préserver la santé des toilettes et à faciliter leur travail, ainsi comme dans le développement de différents prototypes tels que des valves, des connecteurs de respirateurs ou des respirateurs assistés et d'autres appareils qui aident à atténuer la pénurie de matériel médical.

De plus, de nombreuses communautés de makers ont lancé leurs imprimantes 3D pour fabriquer ces appareils. En Espagne, l'initiative Coronavirus Makers a vu le jour, une plateforme à but non lucratif avec des milliers de bénévoles. Des initiatives similaires peuvent être trouvées dans des pays comme l'Allemagne, l'Italie, le Chili, l'Argentine ou la Colombie.

Ci-dessous, nous compilons différents modèles d'équipements de protection et de fournitures médicales qui ont été mis à la disposition du public gratuitement par différentes entreprises et associations, et peuvent être téléchargés au format STL et imprimés sur pratiquement n'importe quelle imprimante FDM.

Il convient de garder à l'esprit que certains modèles ne sont pas homologués ou approuvés par les autorités sanitaires correspondantes et que, selon chaque région ou pays, les exigences de fabrication pour obtenir cette homologation peuvent varier.

Masques

Les plates-formes de ressources d'impression 3D et les différentes pages des entreprises du secteur 3D partagent différents modèles de masques d'impression 3D sur tout type d'imprimante FDM 3D.

Il convient de souligner que ces masques, à l'exception des filtres nécessaires, ne servent que de barrière physique au virus, tout en aidant à ne pas le propager en cas de contagion.

Il y a quelques jours, nous avons partagé la conception du masque Nanohack développé par l'équipe de Copper3D et qui a récemment partagé la mise à jour de la conception de ce masque: NanoHack 2.0, avec une structure monobloc, solide et étanche, à fabriquer avec les filaments antibactériens PLActive et MDFlex pour fournir une protection maximale contre l'environnement extérieur.

PLActive est un polymère biocompatible et recyclable contenant un nanocomposite de cuivre qui a montré des propriétés antimicrobiennes.

Grâce à sa conception, NanoHack 2.0 est un appareil qui offre une protection contre les particules en suspension dans l'air et empêche la propagation des liquides qui polluent les voies respiratoires. NanoHack utilise comme système de filtration le même matériau utilisé dans les masques chirurgicaux (polypropylène non tissé). Pour une protection optimale, un filtre en polypropylène non tissé triple couche est recommandé. Ce filtre est intégré dans le masque. Ainsi, selon différentes études, une efficacité de filtration de 96.4 % est atteinte pour les micro-organismes de 1 microns et 89.5 % pour les micro-organismes de 0.02 microns.

Plus d'informations

Télécharger STL

Écrans

Vous pouvez trouver d'innombrables modèles de visières et d'affichages sur le net. Prusa a développé plusieurs prototypes, qu'elle a vérifiés auprès du ministère tchèque de la Santé. Enfin, ils ont présenté deux versions d'écran: RC1 et RC2.

Cette conception d'écran se compose d'une structure rigide à laquelle est incorporée une feuille d'acétate en plastique souple et transparente. La structure rigide est imprimée en 3D et ensuite la feuille de plastique acétate est adaptée au mode écran. La version RC1 vous permet d'imprimer plus de pièces dans le même processus d'impression, tandis que la version RC2 offre une protection légèrement supérieure et est plus confortable à porter.

En tant qu'écran, le film PETG de 0.5 mm d'épaisseur est utilisé dans le prototype, bien que d'autres matériaux transparents et flexibles d'épaisseur similaire puissent être utilisés comme feuilles d'acétate transparentes.

Plus d'informations

Télécharger STL à partir de Prusa

Il est recommandé d'imprimer en 3D avec du PETG avec un remplissage de 30 %, bien que d'autres matériaux tels que le PLA ou l'ABS puissent être utilisés. Pour pouvoir être livrés aux centres de santé, il est indispensable de les stériliser en appliquant un bain-marie à l'eau de javel (Proportion 50: 1) puis en les rinçant à l'eau. De cette façon, ils n'entraîneront pas le risque de transmissions indirectes possibles pour le personnel de santé.

Respirateurs et valves

En raison de la pénurie de respirateurs autonomes, plusieurs groupes d'ingénieurs, en collaboration avec différentes institutions et le personnel de santé, développent des prototypes et fabriquent les différentes pièces qui les composent grâce à l'impression 3D.

C'est le cas du Consortium de la Zone Franche de Barcelone qui, avec HP, Leitat et SEAT, a développé un prototype de respirateur utilisant l'impression 3D pour la fabrication de ses pièces et profitant d'éléments tels que le moteur du pare-brise d'une voiture. Ce dispositif a été baptisé OxyGEN et a déjà été validé par des experts de l'hôpital Parc Taulí de Sabadell. L'un des avantages de cet appareil est que sa production est évolutive.

Une autre solution possible consiste à utiliser des adaptateurs permettant d'utiliser le même respirateur pour plusieurs patients, comme le connecteur "H" développé par Copper3D. Une conception qui minimise le volume d'espace mort et évite les éventuelles fuites d'air dues à des connexions inutiles. Copper 3D recommande l'impression 3D de cet appareil à l'aide de PLActive, pour ses propriétés antibactériennes et sa biocompatibilité.

Plus d'informations

Télécharger STL

Dans plusieurs hôpitaux, il manque certains éléments importants liés aux voies respiratoires et nécessaires lors du traitement d'un patient souffrant de complications respiratoires. C'est le cas de la valve Venturi, utilisée pour réguler la concentration d'oxygène qui est introduite au patient à travers le respirateur.

Il existe plusieurs modèles disponibles pour les utilisateurs, comme celui-ci à partir de la plate-forme Cults.

Télécharger STL à partir de Cults

D'autres appareils

En plus des EPI et des dispositifs spécifiques pour le traitement des patients atteints de COVID-19, différents outils sont en cours de développement pour prévenir la contagion par contact indirect à laquelle toute personne est exposée dans son activité quotidienne (poignées de porte et fenêtre, boutons poussoirs). ascenseurs, etc.).

La bague StopCovid-19 est une bague facile à imprimer conçue pour appuyer sur les interrupteurs et les boutons sans les toucher physiquement.

Télécharger STL à partir de Cults

Des entreprises telles que Materialise ont développé un dispositif de fixation aux poignées de porte, afin qu'elles puissent être ouvertes sans avoir besoin d'utiliser leurs mains. Sur son site internet, vous pouvez télécharger gratuitement différentes versions de cet outil, adaptées aux différents formats de poignées (cylindrique, rectangulaire, circulaire, etc.).

Télécharger STL à partir de Materialise

Combinant l'utilité des deux précédents, il existe LU-Touch: un outil pour ouvrir et fermer les portes et les fenêtres tout en appuyant sur les boutons et les interrupteurs. LU-Touch peut être téléchargé gratuitement et imprimé sur n'importe quelle imprimante FDM 3D. De plus, si vous n'avez pas d'imprimante 3D, elle peut être achetée déjà imprimée.

Télécharger STL à partir de Thingiverse

Grâce à l'utilisation de ces outils, il est possible de minimiser les risques de contagion dus aux contacts indirects dans l'activité quotidienne. Pour une plus grande sécurité, il est nécessaire de désinfecter l'équipement toujours après son utilisation. Il convient également de rappeler que l'utilisation de ce type d'équipement ne dispense pas d'appliquer les règles de sécurité recommandées: se laver les mains régulièrement, ne pas se toucher le visage, etc.

Matériaux spécifiques

Parmi les matériaux spécifiques pour la fabrication d'équipements de protection individuelle, nous mettons en avant le PLActive et MDFlex pour leurs qualités antimicrobiennes et antivirales. Ce matériau est également recommandé pour l'impression des détendeurs et valves adaptés aux respirateurs autonomes.

Matériaux communs

Pour la fabrication d'écrans ou de valves qui, en raison de leur utilisation, ne nécessitent pas d'être composés de matériaux biocompatibles ou antibactériens, des matériaux de base peuvent être utilisés dans l'impression 3D FDM tels que PLA ou PETG; Comme ces éléments ne nécessitent pas de propriétés spécifiques, bien qu'ils nécessitent une certaine rigidité et des matériaux flexibles tels que Flexfill ou FilaFlex ne sont pas recommandés.

Avec ces fichiers téléchargeables gratuitement, tout utilisateur possédant une imprimante 3D FDM et l'un des matériaux mentionnés ci-dessus peut apporter son granit de sable pour aider à freiner la pandémie et la situation alarmante que nous connaissons aujourd'hui.