Что можно напечатать, чтобы помочь в решении проблемы с нехваткой средств для борьбы с COVID-19

Formlabs использовала модели из сотен проектов и концепций, разработанных в настоящее время для помощи в борьбе с COVID-19. Эти модели были тщательно проверены нашими внутренними медицинскими экспертами и инженерами, а также врачами, когда это было возможно. Затем мы оптимизировали файлы и материалы для стереолитографических 3D-принтеров, таких как Form 3. От компонентов для масок до заменителей дверных ручек, эта небольшая, но полезная коллекция может помочь уменьшить нехватку средств защиты по всему миру. 

Функциональный прототип OxyFrame, напечатанный из Draft Resin. Для печати конечных изделий используется Dental SG Resin.

Пользователь Formlabs Луис Маракая вместе со своими коллегами из Йельской школы медицины и Университета Миссисипи разработал новую рамку для защитной маски под названием OxyFrame. Устройство, предназначенное для печати на 3D-принтере, сочетает в себе стандартную конструкцию каркаса защитной маски и новую систему воздушных каналов, которая предусматривает впуск кислорода или сжатого воздуха за ухом и его выпуск над переносицей.

По словам исследователей, медицинские работники в учреждениях, обслуживающие пациента с подозрением на заражение или подтвержденной инфекцией, должны носить защитный костюм, перчатки, маску (например, респиратор N95) и защитный щиток для глаз или маску для лица. Медицинские работники, участвующие в процедурах, связанных с полостью носа, рта или дыхательными путями, нуждаются в еще более серьезной защите от переносимых по воздуху вирусных частиц — им необходимы респираторы с фильтрами для очистки воздуха или подобные устройства.

При использовании OxyFrame непрерывный поток воздуха позволяет медику комфортно дышать внутри пластикового капюшона, одновременно устраняя запотевание прозрачной пленки защитного экрана. Устройство было одобрено для использования внутри пластикового капюшона при подаче сжатого воздуха или кислорода с расходом 10–15 литров в минуту. В этих условиях внутри капюшона наблюдалось положительное давление, а также активная очистка запотевшего экрана.

Конструкция специально оптимизирована для вертикальной печати на принтере SLA с минимальным числом опор, что позволяет пользователям укладывать 24 каркаса на одну рабочую платформу. Для изготовления одного каркаса требуется всего 9,7 мл полимерного материала, то есть из одного литра полимеров может быть изготовлено примерно 100 каркасов.

Для прототипирования своей конструкции Луис Маракая и его коллеги использовали Draft Resin. Полимер Draft Resin обеспечивал достаточное качество поверхности в комбинации с исключительной скоростью и эффективностью печати; разработчики смогли напечатать десять прототипов каркасов за три с половиной часа. 

Если предполагается длительный контакт с кожей, для изготовления конечных изделий Formlabs рекомендует использовать биосовместимый полимер Surgical Guide Resin или наносить гипоаллергенное покрытие на отвержденные модели, напечатанные из других полимеров. Биосовместимый полимер Formlabs Surgical Guide Resin разработан для печати аксессуаров для внутрикостных имплантатов и предназначен для кратковременного контакта с поверхностью (например, защитные маски). Он может быть стерилизован паром (автоклавом).

Компания Bellus3D встроила функцию определения посадки защитной маски в свое программное обеспечение телефонного сканирования. Новое устройство представляет собой пластиковую рамку, которая помогает улучшить посадку хирургической маски или самодельной тканевой маски. Рамка образует точный контур в соответствии с геометрией лица пользователя.

Чтобы создать свой собственный ободок для защитной маски, необходимо установить приложение Bellus3D на совместимое устройство iOS (iPhone X, Xs, Xs Max, XR, 11, 11 Pro или 11 Pro Max). Сканирование лица через приложение занимает около 30 секунд. Затем требуется лишь экспортировать рамку из приложения, используя кнопку «Mask Frame» (Преобразовать в маску). Экспорт пользовательского ободка в формат STL через приложение Bellus3D бесплатен.

Для печати ободка маски Formlabs рекомендует использовать любой стандартный полимер. После изготовления приспособление одевается на лицо поверх ткани, прикрывающей нос и рот, путем соединения крючками резиновых лент с обеих сторон ободка.

Bellus3D гарантирует, что сканы лица не сохраняются и не загружаются на облако; для создания ободка не требуется предоставлять на имя, ни личную информацию. Сгенерированный STL-файл пользователь может сохранить там, где ему удобно. 

Хотя ободок, по всей видимости, улучшает прилегание лицевой маски, его эффективность при профилактике COVID-19 не проверялась. В партнерстве с научно-исследовательским медицинским учреждением, Bellus3D проводила исследование, подтверждающее, что по сравнению со стандартными масками эффективность индивидуального ободка выше. Компания надеется вскоре опубликовать научную статью, в которой будут содержатся результаты испытаний. 

Formlabs будет продолжать добавлять новые элементы в библиотеку моделей. 

Вы разработали или изготовили полезное оптимизированное для технологии SLA решение, способное помочь в борьбе с COVID-19? Если это так, пожалуйста, отправьте свою модель нам, чтобы наши инженеры и медицинские эксперты проверили, есть ли возможность включения ее в нашу библиотеку.

Это лишь некоторые из множества проектов, разрабатываемые пользователями 3D-принтеров. В дополнение к этим моделям мы рекомендуем новую библиотеку Национальных институтов здоровья (NIH). Конструкции устройств для профилактики COVID-19, выбираемые Национальными институтами здоровья, оцениваются медицинскими работниками. Все файлы готовы для печати и среди них доступны также файлы, которые можно печатать на нестереолитографических 3D-принтерах. Если у вас есть модели, похожие на модели, уже имеющиеся в нашей библиотеке, пожалуйста, отправьте их нам, чтобы мы рассмотрели возможность их включения в свою большую библиотеку 3D-печатных моделей.

Авторы OxyFrame:

• Луис Маракая, доктор медицины (MD) и Даина Блиц, доктор медицины (MD): отделение анестезиологии Йельской школы медицины, Нью-Хейвен, Коннектикут, США.

• Даниэлла Л. В. Маракая, доктор медицины (MD) — отделение лабораторной медицины Йельской школы медицины, Нью-Хейвен, Коннектикут, США

• Кэролайн Уолкер, доктор медицины (MD) — отделение анестезиологии Университета Миссисипи, Миссисипи, США