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MedicinaStampa 3D per l'emergenza COVID-19

Come in soli 21 giorni è nato il ventilatore di emergenza Rise

Design flessibile, stampa 3D e un team dedicato all'altezza della sfida al COVID-19

Non è una sorpresa per coloro che operano nel settore AM che la stampa 3D ha il potere di accelerare notevolmente i tempi di sviluppo del prodotto. Tuttavia, è sempre interessante vedere esattamente come succede, specialmente nei casi in cui il tempo è essenziale. Il ventilatore d’emergenza Rise, sviluppato in soli 21 giorni per soddisfare il disperato bisogno negli ospedali, ne è un esempio.

Quando il vero bilancio della pandemia di COVID-19 ha iniziato a manifestarsi in tutto il mondo, molte cose sono diventate chiare. Il principale fra loro era che gli ospedali anche in alcune delle nazioni più ricche non erano ben attrezzati per gestire una crisi di questa portata. Troppo presto abbiamo visto una grave carenza di ventilatori: il dispositivo che avrebbe dovuto mantenere in vita i pazienti vulnerabili. Per ovviare alla carenza, sono state lanciate una serie di iniziative per lo sviluppo di un ventilatore rapidamente dispiegabile.

Uno di questi progetti è stato avviato da funzionari governativi negli Stati Uniti, che hanno contattato Meter, una startup con sede a Boston, per progettare un ventilatore economico che potesse essere prodotto e distribuito rapidamente. Inoltre, il nuovo ventilatore non poteva integrare molti componenti utilizzati nei sistemi di ventilazione convenzionali, che erano (e sono) tutti molto richiesti.

A partire dalla fine di marzo, Meter si è dedicato al 100% allo sviluppo di una soluzione di ventilazione, sfruttando le diverse aree di competenza dei membri del suo team. Ad esempio, un ingegnere di Meter aveva esperienza nella ricerca di controlli di rianimazione di sacchi manuali presso il Massachusetts General Hospital, mentre altri avevano una profonda conoscenza della produzione e dei prodotti hardware.

Nel concepire il design del ventilatore, il team di Meter ha voluto concentrarsi sull’integrazione di sistemi di monitoraggio e allarme, che avrebbero consentito al personale medico di monitorare da remoto più pazienti contemporaneamente utilizzando avvisi di testo e una dashboard basata sul web. Per portare avanti il ​​progetto, Meter ha anche richiesto l’aiuto di aziende di stampa 3D, medici ospedalieri, sviluppatori di software e produttori di lamiera. Tra i partner del progetto Rise Emergency Ventilator vi sono PTC, CANCAN, Rigado, Prototek, Desktop MetalFormlabsFATHOM, Tulip, Precision Graphics e CircuitHub.

Con un ampio team di circa 50 persone, lo sviluppo del ventilatore è iniziato rapidamente. Secondo Eduardo Torrealba, cofondatore e CEO di Meter, avevano già completato due revisioni al design meccanico e avevano iniziato a stampare parti in 3D nei primi sette giorni di sviluppo. La piattaforma di sviluppo prodotto Onshape di PTC si è rivelata fondamentale, poiché ha consentito a più persone di lavorare in remoto sullo stesso modello CAD.

Entro tre settimane, il Rise Emergency Ventilator aveva attraversato sei iterazioni progettuali. Oltre al design, i partner hanno dovuto anche rispondere a un’altra sfida: le catene di approvvigionamento. Cioè, con molte risorse (specialmente per i componenti medici) richieste, i partner volevano progettare il ventilatore in un modo che aggirasse queste sfide, usando componenti non previsti per uso medico specializzato e usando la stampa 3D su richiesta per la prototipazione rapida.

La tecnologia di stampa 3D di Desktop Metal ha svolto un ruolo importante nella fase iniziale di prototipazione, producendo componenti standard pronti all’uso che non erano immediatamente disponibili a causa di problemi della catena di fornitura. “In realtà abbiamo stampato parti che abbiamo anche ordinato ai fornitori, ma sapevamo che le avremmo tolte dalla stampante 3D in metallo 24 o 48 ore più velocemente a causa dell’interruzione delle reti logistiche”, ha spiegato Torrealba.

“Normalmente, non avrei mai avuto così tanti problemi per risparmiare 24 o 48 ore, ma con la velocità a cui ci stavamo muovendo, è stato un grosso problema”, ha aggiunto. “A causa del COVID, abbiamo ricevuto più articoli in ritardo che abbiamo ordinato a fornitori molto affidabili con cui collaboriamo continuamente. Dicevano che avrebbero consegnato domani e poi lo avrebbero detto per i tre giorni successivi consecutivi. Avere l’affidabilità della stampa 3D in metallo è stato incredibilmente importante per noi durante le nostre fasi di prototipazione”.

Nel complesso, il team ha lavorato duramente per dare vita al ventilatore di emergenza Rise. E ora, il dispositivo medico economico e di facile fabbricazione è pronto in caso di necessità. Per prepararsi al “secondo picco” nei casi COVID-19, che dovrebbe verificarsi in autunno, il team Rise è alla ricerca di partner produttivi per aumentare la produzione. Il sistema è notevolmente accessibile. Mentre i ventilatori convenzionali costano tra 25.000 e 50.000 dollari, secondo quanto riferito, il ventilatore Rise può essere realizzato per meno di 1.000 dollari.

Il ventilatore di emergenza Rise è ora in fase di revisione da parte della FDA per l’ autorizzazione all’uso di emergenza durante la pandemia di COVID-19. Meter fornirà inoltre una distinta materiali, un elenco di fornitori, istruzioni di produzione e procedure di calibrazione e collaudo in fabbrica.

 

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Andrea Gambini

Mi piace leggere e scrivere da sempre. Ho iniziato a lavorare in redazione come giornalista sportivo nel 2008, poi la passione per il giornalismo e per il mondo della comunicazione in generale, mi ha permesso di ampliare notevolmente i miei interessi, arrivando negli anni a collaborare con le più svariate testate giornalistiche online. Mi sono poi avvicinato alla stampa 3D, colpito dalle grandissime potenzialità di questa nuova tecnologia, che giorno dopo giorno mi hanno spinto a informarmi sempre più su quella che considero una vera rivoluzione che si farà presto sentire in tantissimi campi della nostra vita quotidiana.

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