با بیماری همه گیر COVID-19، نیاز فوری در سراسر جهان برای محصولات تخصصی بهداشتی و پزشکی افزایش یافته است. در تلاش برای پاسخگویی به تقاضا، "سازندگان" در سطح بین المللی برای رفع کمبودها به چاپ سه بعدی روی آورده‌اند.
این روزها چاپگرهای سه بعدی غیر معمول نیستند. در سال 2016، تخمین زده می‌شد که تقریباً 3٪ از خانوارهای استرالیا هر کدام یک چاپگر سه بعدی دارند - گذشته مواردی که در مدارس، دانشگاه‌ها، کتابخانه‌ها، جوامع محلی و مشاغل در دسترس است.
تصویر: مجموعه‌ای از پرینترهای سه بعدی رو میزی در آزمایشگاه 3DEC دانشگاه دیکین. جیمز نواک
در سراسر اروپا و ایالات متحده، دسترسی به تجهیزات ضروری محافظ شخصی (PPE) همچنان یک نگرانی محسوب می‌شود، و تقریباً نیمی از پزشکان انگلستان مجبور شده‌اند که PPE لازمه خویش را خود تهیه کنند.
در استرالیا، گزارش‌ها از مارس و اوایل آوریل نشان می‌دهد که کارکنان بیمارستان از PPE استفاده مجدد می‌کنند، و کارکنان مراقبت‌های بهداشتی به دلیل کمبود، در حال ذخیره PPE در فروشگاه های سخت افزاری هستند.
زنجیره تأمین جهانی برای این محصولات حیاتی با تعطیلی‌های گسترده و کاهش مسافرت‌ها مختل شده است. در حال حاضر، چاپ سه بعدی روش‌های ساخت چابک‌تر و سازگارتری را نشان می‌دهد. متأسفانه اما همچنان برای تولید تعداد زیادی مورد مناسب نیست، و سؤالات بی پاسخی درباره ایمنی و کنترل کیفیت وجود دارد.
اشتراک گذاری مراقبت است
یکی از اولین نمونه‌های چاپ سه بعدی که برای اهداف مرتبط با همه گیری استفاده می‌شود، از اواسط فوریه به دست آمده است. یکی از تولید کنندگان چینی، عینک‌های محافظ چاپ شده سه بعدی را برای پزشکان در ووهان ساخت. با 50 چاپگر سه بعدی که به طور شبانه روز کار می‌کردند، روزانه حدود 300 عینک تولید می‌کردند.طراحان، مهندسین، دانشجویان، تولید کنندگان، پزشکان و خیرین از چاپ سه بعدی برای تولید محصولات متنوعی از جمله محافظ صورت، ماسک، اجزای ونتیلیتور، درب بازکن‌های هندز فری، و بینی پاک کن استفاده کرده‌اند.
بسیاری از طرح‌ها به طور رایگان از طریق سیستم عامل‌هایی مانند NIH 3D Print Exchange به صورت آنلاین به اشتراک گذاشته می‌شوند. این انجمن چاپ سه بعدی مستقر در ایالات متحده به تازگی با سازمان غذا و دارو (FDA) و اداره امور ایثارگران همکاری کرده است تا به اعتبار سنجی طرح های آپلود شده توسط جامعه کمک کند. تاکنون تولید 18 محصول قابل چاپ 3 بعدی برای مصارف بالینی تصویب شده‌اند (اگر چه این همان تأیید FDA نیست).
چنین پلتفرم‌های آنلاینی به سازندگان در سراسر جهان اجازه می‌دهد تا نه تنها محصولات خود را بر اساس طرح‌های آپلود شده چاپ کنند، بلکه پیشرفت‌هایی را پیشنهاد کرده و آنها را با دیگران به اشتراک بگذارند.
فقط به این دلیل که می‌توانید، به این معنی نیست که باید
در یک بحران بهداشت عمومی به بزرگی COVID-19، ممکن است فکر کنید که داشتن هر نوع PPE یا تجهیزات پزشکی بهتر از هیچ است.با این حال ، مدیریت کالاهای درمانی استرالیا (TGA) - بدنه تنظیم کننده محصولات پزشکی - هنوز محصولاتی خاص که چاپ سه بعدی شده‌اند را برای استفاده اضطراری در هنگام COVID-19 تأیید نکرده است. برنامه‌های کاربردی برای این کار را می‌توان توسط سازندگان ثبت شده در TGA انجام داد.
با این حال، TGA دستور العمل‌هایی را ارائه می‌دهد که طراحان، مهندسان و تولید کنندگان با آنها کار می‌کنند. به عنوان مثال، گروه استرالیایی COVID SOS به منظور پاسخ گویی به درخواست‌های مستقیم کارکنان خط مقدم تجهیزات برای تجهیزات مورد نیاز آنها یا بیمارستان آنها، هدف گذاری داده است. بنابراین، طراحان محلی و تولید کنندگان مستقیماً با افرادی که نیاز دارند در ارتباط هستند.
چاپ سه بعدی ابزاری برای تولید محصولات منحصر به فرد و تخصصی بر حسب تقاضا، در فرایندی معروف به "تولید توزیع شده" است.
متأسفانه، در مقایسه با روش‌های تولید انبوه، چاپ سه بعدی بسیار کند است. تولید انواع خاصی از محافظ صورت و ماسک‌های چاپ شده با چاپ سه بعدی بیش از یک ساعت طول می‌کشد تا روی چاپگر سه بعدی رومیزی استاندارد چاپ شود. در مقایسه، روند "قالب ریزی تزریقی" در تولید انبوه کارخانه فقط چند ثانیه طول می‌کشد.
همان طور که گفته شد، چاپ سه بعدی قابل انعطاف است. سازندگان می‌توانند بسته به نیاز جامعه خود چاپ کنند. همچنین به طراحان این امکان را می‌دهد که به مرور زمان بهبود یابند و محصولات با هر به روز رسانی بهتر می‌شوند. سپر محبوب Prusa که در جمهوری چک توسعه یافته است در حال حاضر بیش از 100000 بار به صورت سه بعدی چاپ شده است. اکنون در سومین تکرار آن است که دو برابر سریعتر از نسخه قبلی است.
تصویر: یک محافظ صورت Prusa RC3 3D که بر روی چاپگر سه بعدی رومیزی چاپ شده است. جیمز نواک
فرصت در مقابل ریسک
اما علی رغم قصد خوب پشت بیشترین چاپ‌های سه بعدی، عوارضی نیز وجود دارد.آیا این فرصت‌ها از خطرات محصول کنترل نشده و غیر آزمایش شده‌ای که برای موقعیت‌های حساس مراقبت‌های بهداشتی استفاده می‌شود، بیشتر هستند؟ چاپ سه بعدی قابل انعطاف است. سازندگان می‌توانند بسته به نیاز جامعه خود چاپ کنند. همچنین به طراحان این امکان را می‌دهد که به مرور زمان بهبود یابند و محصولات با هر به روز رسانی بهتر می‌شوند. به عنوان مثال، اگر ویروس SARS-CoV-2 می‌تواند دو تا سه روز روی سطوح پلاستیکی زنده بماند، از نظر تئوریکی ممکن است یک سازنده آلوده بتواند ویروس را از طریق یک محصول چاپ سه بعدی به شخص دیگری منتقل کند.
محصولات پزشکی باید استریل شوند، اما در صورت عبور از زنجیره‌های عرضه سنتی، چه کسی اطمینان خواهد داد که این کار انجام شود؟ همچنین، مواد اولیه برخی از سازندگان متداول برای چاپ سه بعدی، مانندPLA ، به اندازه کافی با دوام نیستند تا در مقابل گرمای زیاد و مواد شیمیایی مورد استفاده در گند زدایی مقاومت کنند.
و اگر محصولات چاپ سه بعدی در دسته‌های بزرگ به بیمارستان‌ها اهدا شود، بر این اساس، تشخیص و عمل با مواد مختلف به کار رفته در آنها چالش برانگیز خواهد بود.
من برای تحقیقاتم، محصولات چاپ سه بعدی شده را که برای این بیماری تولید شده‌اند، ردیابی کردم. در یک مطالعه که به زودی منتشر شد، من 34 طرح مختلف را برای محافظت از صورت که به صورت آنلاین پیش از اول آوریل به اشتراک گذاشته شده بود، تشخیص دادم.
اگر بیمار یا کارگر در حین پوشیدن مجروح شود یا به COVID-19 آلوده شود، چه کسی مسئول است؟ طراح اصلی؟ کسی که محصول را چاپ کرده است؟ وب سایت میزبان طراحی؟
این مسائل پیچیده احتمالاً سالها طول خواهد کشید تا با تنظیم کننده‌های بهداشت حل شوند. با این کار فرصتی برای ما - به عنوان چهره‌ای در آموزش چاپ سه بعدی – و ایجاد پایگاه‌های داده معتبر و منبع باز برای چاپ اضطراری سه بعدی فراهم می‌شود.
منبع: جِیمز نواک - Deakin University