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Perspectives du secteur

Comment Precision ADM est devenu le plus grand producteur de dispositifs médicaux imprimés en 3D

L'épidémie de COVID-19 a fait son apparition en mars 2020. 25 millions de personnes dans le monde ont contracté la maladie, plusieurs secteurs dont ceux de l'hôtellerie et des services se sont effondrés, les travailleurs de la santé ont été confrontés à une pénurie d'EPI et il n'y avait pas assez d'écouvillons nasopharyngés pour les tests. Cette pénurie constituait un obstacle majeur au suivi et au contrôle du virus. Les tests ont été retardésles laboratoires n'ont pas pu fonctionner à pleine capacité, et les analyseurs sont restés inactifs faute d'échantillons.

Mais certains individus et organisations ont cherché des moyens novateurs pour aider à surmonter cette crise. Precision ADM, une entreprise de fabrication additive basée au Canada, a transformé son activité pour imprimer en 3D le CANSWAB™, un écouvillon nasopharyngé approuvé par Santé Canada. Precision ADM a conçu CANSWAB en mars et, en à peine cinq mois, CANSWAB est devenu l'un des dispositifs médicaux les plus imprimés en 3D. Forte de ses 100 imprimantes Form 3B, l'entreprise a fait pivoter son modèle commercial et a collaboré avec Formlabs pour créer une solution d'impression 3D personnalisée lui permettant d'atteindre ses nouveaux objectifs de production.

Dans cet article, vous découvrirez :

  • Comment Precision ADM a changé son modèle d'entreprise pour faire face au COVID-19.

  • Comment l'entreprise a réussi à passer d'une simple idée à la production de plus de 100 000 écouvillons par semaine.

  • Comment l'équipe a rapidement configuré et installé un parc d'imprimantes 3D.

Passer de l'impression 3D de métaux à la production d'écouvillons

Precision ADM possède une grande expertise en matière d'impression 3D, dans des secteurs aussi variés que la santé, l'aérospatial, la production industrielle et la défense. Ils ont notamment accumulé beaucoup d'expérience dans le secteur des soins de santé en collaborant avec des fabricants d'implants et d'orthèses. Avant l'épidémie de COVID-19, Precision ADM se concentrait surtout sur l'impression 3D de métaux. L'entreprise a surtout travaillé avec des machines EOS comme la M290 et la M400. L'impression 3D de métaux a révolutionné la production d'orthèses. « Les implants du genou et de la hanche font appel à des structures en treillis : des microstructures métalliques qu'il est impossible de fabriquer avec des moyens de production traditionnels », explique Martin Petrak, PDG de Precision ADM.

Mais tout a changé lorsque le COVID-19 est devenu une urgence de santé publique en mars 2020. Le Canada a connu une importante pénurie d'écouvillons nasopharyngés pour les tests COVID-19 et a dû remplacer des stocks d'écouvillons contaminés. Precision ADM n'a pas hésité à intervenir pour tenter d'améliorer la situation. Ils ont rapidement remporté un franc succès, devenant les premiers au Canada à produire des écouvillons imprimés en 3D.

« Lorsque l'épidémie est arrivée, nous nous sommes tout de suite demandé comment nous pouvions aider les membres de notre communauté.  Au départ, nous avons d'abord pensé à aux habitants de notre province et du Canada, mais nous avons vite élargi notre vision. Certaines personnes fabriquaient déjà des écouvillons imprimés en 3D pour les tests COVID-19, mais en quantité insuffisante.   C'est dans ce domaine que nous avons décidé d'apporter notre aide », a déclaré M. Petrak. « Peu après l'arrivée du virus, nous avons décidé de nous lancer et d'acheter quelques imprimantes Formlabs pour effectuer des tests.   Nous avons demandé l'approbation de Santé Canada pour pouvoir immédiatement commencer à distribuer ces kits de test, d'abord dans notre province puis dans tout le Canada. »

M. Petrak nous a confié que l'équipe a choisi Formlabs parce que nos produits sont approuvés par la FDA et que nos imprimantes 3D produisaient déjà des écouvillons pour Northwell Health, un projet créé en partenariat avec USF Health. « Nous ne voulions pas réinventer la roue. Nous avons utilisé les imprimantes 3D Formlabs pour concevoir et tester un produit viable », a déclaré M. Petrak.

Mettre en place la ligne de production

Precision ADM a pu imprimer des écouvillons grâce à Formlabs Factory Solutions, un pack complet et personnalisé conçu pour la production industrielle qui comprend du matériel, des logiciels et des matériaux d'impression 3D. Factory Solutions a joué un rôle crucial dès le départ en collaborant avec Precision  ADM pour optimiser leurs procédés de fabrication, et en leur procurant des solutions logicielles et matérielles personnalisées.  

Factory Solutions a rapidement fourni des imprimantes et de la résine à Precision ADM afin de les aider à lancer la production le plus rapidement possible. Forte de son expérience dans la production d'écouvillons, acquise tant en interne qu'avec nos clients Northwell Health et USF Health, Formlabs a pu partager ses bonnes pratiques de fabrication avec Precision ADM et les mettre en oeuvre. Formlabs a également fourni un logiciel personnalisé et donné des conseils en matière de conception, de réglementation et d'optimisation du flux de travail. 

Selon Ryan Olson, ingénieur gestionnaire de projet pour les écouvillons nasopharyngés imprimés en 3D, l'équipe a travaillé en étroite collaboration avec Formlabs pour apprendre les bases de la conception et des flux de travail. Ils ont ensuite procédé à des itérations et augmenté leur efficacité énergétique. « Nous avons passé en revue chaque étape du processus et avons fait notre possible pour comprendre au mieux les paramètres et les procédures à suivre pour atteindre le rendement fixé... Formlabs nous a évidemment beaucoup aidés », a déclaré M. Olson.

Formlabs a guidé Precision ADM pour l'aider à optimiser son processus de fabrication et créer un écouvillon approuvé par Santé Canada. Cet effort de collaboration a nécessité des changements de processus et des reconceptions. « Il s'agissait de mettre notre savoir en pratique et de concevoir en utilisant au mieux les propriétés des matériaux dont nous disposions... Nous avons ainsi pu concevoir un col d'écouvillon plus flexible, donnant plus de confort au patient. Nous sommes très satisfaits de la flexibilité de notre écouvillon. Il est plus que conforme aux normes de flexibilité établies par Santé Canada », a déclaré M. Olson.

En outre, Formlabs a aidé Precision ADM à réduire ses coûts en maximisant son efficacité, ce qui a permis à l'entreprise de devenir plus compétitive par rapport aux autres producteurs d'écouvillons nasopharyngés. 

L'entreprise s'est développée en trois étapes, ajoutant à chaque fois des imprimantes à son parc : elle a commencé avec 20 imprimantes, en a ajouté 20 à la deuxième étape, puis en a acheté 65 tout récemment. Comme les imprimantes Formlabs créent une station de production modulaire composée de nombreuses imprimantes individuelles, Precision ADM a pu en ajouter en fonction de ses besoins, sans devoir investir de manière spéculative. Lorsque Precision ADM a reçu une commande importante de la part d'un client, Formlabs lui a fourni une unité de production supplémentaire qui a été opérationnelle en à peine 2 – 3 semaines.

Produire une telle quantité d'écouvillons exige d'être aussi efficace que possible. Le flux de production des écouvillons couvre l'impression, le post-traitement et le contrôle qualité, après quoi ils sont envoyés pour être stérilisés et conditionnés. « Nous avons vérifié les cycles de lavage pour nous assurer que le produit reste biocompatible après plusieurs lavages consécutifs sans que le matériau ne se dégrade. Nous recyclons l'alcool isopropylique autant que possible », a déclaré Olson.

Formlabs Factory Solutions a permis à Precision ADM d'obtenir le coût total de possession et le coût total par pièce imprimée les plus bas du secteur. Grâce à ses imprimantes et ses résines rentables, fiables et évolutives, l'équipe de Factory Solutions a contribué à réduire les coûts de Precision ADM.

Les écouvillons imprimés par Precision ADM avec Surgical Guide Resin sur la Form 3B sont uniques. Bien qu'ils soient inspirés de l'écouvillon breveté par USF Health, ils n'en sont pas une réplique exacte. « Nous avons constaté que les premiers modèles d'écouvillons étaient assez fragiles, et nous avons dû apporter de légères modifications internes... Après de nombreux essais, nous avons pu trouver un design adapté et plus confortable pour les patients », a déclaré M. Petrak. La produit est aujourd'hui commercialisé sous la marque CANSWAB™. De sa première initiative à la mi-mars, Precision ADM est ainsi passée au prototypage des écouvillons, et a obtenu l'approbation de Santé Canada début juillet.

Une époque sans précédent

La COVID-19 et la production d'écouvillons ont fondamentalement changé le modèle commercial de Precision ADM. Autrefois axée sur l'aérospatiale et les orthèses médicales, c'est aujourd'hui une entreprise de dispositifs médicaux, même si reste engagée dans d'autres secteurs. L'entreprise a même étendu son site en acquérant une installation voisine. Cet espace accueillera plus de salles blanches de classe 7. Quoi que nous réserve l'épidémie de COVID-19, Precision ADM est prête à y répondre, que ce soit une deuxième vague, de nouveaux cas en automne et en hiver, ou de nouveaux variants. L'entreprise a embauché davantage d'employés : inspecteurs de la qualité, ingénieurs, etc.

« Nous embauchons des employés pour s'occuper de l'assurance qualité et de la production. Nos imprimantes Formlabs fonctionnent 24 heures sur 24 dans les salles blanches que nous avons mises en place. Nous avons été incroyablement occupés depuis mars », a déclaré M. Petrak. « Nous avons des commandes du gouvernement fédéral et de notre gouvernement provincial, et nous cherchons d'autres provinces intéressées qui souhaitent également remplir leurs stocks d'écouvillons... nous faisons de notre mieux pour répondre aux demandes actuelles, et nous nous développons pour répondre à ces demandes du mieux que nous le pouvons. »

Pour Precision ADM, il a été facile d'intégrer l'impression 3D résine à ses installations d'impression 3D de métaux. L'impression 3D de métaux nécessite beaucoup plus de surveillance et de précautions : le risque de déclencher un incendie est beaucoup plus élevé avec le métal qu'avec la résine. Selon M. Petrak, les ingénieurs de Precision ADM ont eu beaucoup de plaisir à utiliser la Form 3B.

Le flux de travail de Precision ADM pour imprimer de grandes quantités d'écouvillons

Precision ADM a pu se lancer et produire de 110 000 à 120 000 écouvillons par semaine, avec l'objectif d'en imprimer 400 000 à 500 000 par mois. Bien que de nombreuses personnes aient été recrutées pour contribuer à la production d'écouvillons, une trentaine de personnes seulement se consacrent aujourd'hui à cette tâche. Comment Precision ADM parvient-elle à être aussi efficace et à produire de telles quantités d'écouvillons sans avoir recours à plus d'effectifs ? Cela est notamment dû à l'optimisation de leur flux de travail, facilitée par Formlabs Factory Solutions et par les imprimantes Form 3B, capables de fonctionner pendant la nuit. 

Après que les ingénieurs ont mis au point le prototype et la manière d'optimiser le flux de travail, il n'y avait plus qu'à ajouter plus d'imprimantes au fur et à mesure. « Ce qui montre vraiment à quel point notre système est perfectionné, c'est que lorsque nous ajoutons de nouvelles machines, nous pouvons les utiliser presque instantanément.   Nous pouvons ajouter des imprimantes, les connecter, téléverser les fichiers, et les voilà prêtes à produire », a déclaré Olson.

L'avenir de l'impression 3D dans le secteur médical

Precision ADM fait son possible pour endiguer l'épidémie de COVID-19. Mais même si l'épidémie prend fin un jour, elle leur aura permis de découvrir les imprimantes 3D Formlabs et de transformer leur façon de voir l'impression 3D. « Si demain tout le monde guérit et que nous n'avons plus besoin d'écouvillons pour les tests, je suis sûr que nous pourrons utiliser les imprimantes à d'autres fins. Nous devons simplement trouver un nouveau produit à fabriquer », a déclaré M. Petrak. Les matériaux biocompatibles ont joué un rôle majeur dans l'utilisation accrue de l'impression 3D dans l'industrie médicale, et permettent à Precision ADM d'aller bien au-delà de l'impression 3D de métaux. De plus, l'impression 3D aide à produire des modèles spécifiques aux patients, les soins de santé devenant de plus en plus personnalisés.

« Auparavant, nous pensions que nous n'étions qu'une entreprise d'impression 3D de métaux et que c'était ce dans quoi nous voulions nous spécialiser... Nous voulions nous en tenir aux composants de très grande valeur, tels que le titane et le chrome cobalt. Mais je pense que cette expérience a véritablement ouvert notre champ de vision, et nous envisageons les choses différemment aujourd'hui », a déclaré M. Petrak.