جامعة جنوب فلوريدا تطبع مسحات أنفية ثلاثية الأبعاد لكوفيد

تشارك شركة ماركفورجد (ماركفورجد) في مكافحة جائحة كوفيد-19. وفي هذا السياق، تُسخّر ماركفورجد خبرتها الواسعة في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد وكفاءتها العالية للاستجابة السريعة لحالات النقص الطارئة في الخدمات اللوجستية وسلاسل التوريد، لا سيما تلك التي تؤثر على مقدمي الرعاية الصحية والأشخاص المعرضين لخطر الإصابة بالمرض. تُطبع هذه المسحات الأنفية البلعومية بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام راتنج جراحي مُصمم خصيصًا للأجهزة الطبية من الفئة الأولى، وهي مُشابهة في حجمها لأداة تقليب القهوة. صُممت أطراف المسحة ذات الشعيرات لجمع عينة من تجويف الأنف.

وهذا التوزيع للإنتاج هو ما سمح لنا بإعادة تصنيع المسحات إلى الوطن في غضون أسابيع قليلة. جميعها كانت تحتوي على مسحات عاملة، مطابقة تمامًا للمسحات القياسية. لذا، كانت هذه دراسةً بارزةً وهامةً، خاصةً مع إجراء تجربة علمية في وقتٍ قصير. بالإضافة إلى تصميم المنتج في الوقت نفسه، وفي بيئة مفتوحة.

ولكن بقدر إمكانية توزيع هذا الملف الرقمي، يُمكن إشراك مختلف المنتجين في هذا الإنتاج. وكما ذكرتَ، يُوزّع على نطاق واسع، وهو عضوي للغاية، لدرجة يصعب معها فهم حجم الإنتاج الحالي. ولكن طالما لديكَ الطابعة ثلاثية الأبعاد المناسبة للتصميم المُعدّ لملف الجزء، يُمكن لأي شخص لديه الطابعة المناسبة أن يشارك في هذا الجهد.

تفخر شركة EnvisionTEC، الشركة الرائدة عالميًا في مجال تصنيع الطابعات والمواد ثلاثية الأبعاد المكتبية والكاملة، بالإعلان عن نجاحها في إجراء تجربة طبية لاستخدام مسحات الأنف البلعومية المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من EnvisionTEC لاختبار كوفيد-19. وتتمتع EnvisionTEC، بالإضافة إلى عدد متزايد من عملاء Envision One cDLM المسجلين لدى إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) للمشاركة في هذا المسعى، بقدرات إنتاجية ضخمة تكفي لتوفير ما يصل إلى مليون مسحة من المسحات الضرورية يوميًا. وعلى مدار عطلة نهاية أسبوع واحدة، تعاونت Formlabs وNorthwell Health وUniversity of South Florida Health معًا لتطوير واختبار نموذج أولي لمسحة أنفية، وفقًا لما ذكرته Formlabs. وسيتم توفير مسحات الأنف البلعومية للمرضى في Northwell Health وUSF Health، وسيتم مشاركة التصميم مع مؤسسات أخرى في جميع أنحاء البلاد عبر صفحة Formlabs الخاصة باستجابة كوفيد-19.

أفادت شركة فورملابز، المتخصصة في الطابعات ثلاثية الأبعاد، بأنها تستخدم حاليًا أكثر من 250 طابعة ثلاثية الأبعاد في منشأتها للطباعة في أوهايو لإنتاج ما يصل إلى 150 ألف مسحة اختبار كوفيد-19 يوميًا. تُستخدم هذه المسحات على المرضى في المستشفيات ومقدمي الرعاية الصحية في جميع أنحاء البلاد التي تعاني من نقص في معدات الاختبار، بما في ذلك مستشفى نورثويل هيلث، أكبر منظومة مستشفيات في نيويورك، ومستشفى تامبا العام. تُطبع المسحات، المتوافقة حيويًا والقابلة للتعقيم بالبخار، حاليًا آلاف المرات في المرة الواحدة، مع وجود تسلسل فريد على كل شريط لتسهيل التتبع.

هناك كل هؤلاء المنتجين المختلفين تمامًا، مصنعي المواد المضافة، معًا، ينتجون جميعًا في آنٍ واحد. بعضها ضخمٌ ويستخدم العديد من الطابعات ثلاثية الأبعاد، وبعضها صغيرٌ ويستخدم طابعتين فقط.

كجزء من عملية التصميم، قدّمت USF Health وحصلت على براءة اختراع مؤقتة لتصميم وفكرة مسحة 3DP NP. كان الهدف هو مشاركة ملفات المشروع مجانًا مع الجهات المعنية، مثل المستشفيات والعيادات ومصنعي الأجهزة الطبية، حتى يتمكن أي موقع إلكتروني حول العالم مزود بإمكانيات الطباعة ثلاثية الأبعاد من استخدام هذه التقنية لمعالجة نقص المسحات. تواصل الفريق تحديدًا مع أعضاء مجموعة الاهتمامات الخاصة بالطباعة ثلاثية الأبعاد التابعة للجمعية الملكية لأمريكا الشمالية (RSNA)، وهم فرق طباعة طبية مدربة ومعتمدة، لتزويدهم بالتصاميم اللازمة لمساعدة مستشفياتهم. كما تعاونوا مع FormLabs، الشركة المصنعة للطابعات، في محاولة للتعاون مع الشركات للمساعدة في طباعة المسحات للمجموعات والشركات التي تتجاوز حدودها القانونية. أصبحت طابعتاهما، Form 2 وForm 3B، الطابعتين الرئيسيتين اللتين طُبعت عليهما مسحات NP على المستوى الوطني.

من خلال توسيع نطاق الطابعات المتوفرة لدينا، وزيادة كمية الطباعة التي يمكننا القيام بها، سنلبي احتياجات مرافق الاختبار المحلية،" تقول الدكتورة ألكسندر. الطباعة ثلاثية الأبعاد عملية تستغرق وقتًا طويلاً، لكن ديكر ذكرت أنهم يطبعون حوالي 300 طابعة في كل مرة. مع ست طابعات في مختبرها، يمكنهم طباعة حوالي 3000 مسحة أنفية يوميًا. ولكن بالعمل مع أقسام أخرى، بمجرد اعتماد المسحة، يمكنهم طباعة المزيد.

بمجرد الموافقة، سيتم مشاركة التصميم مع المستشفيات حتى تتمكن مختلف أنظمة الرعاية الصحية من طباعة تصميماتها الخاصة. «يستغرق إنتاج هذه المسحات الأنفية معظم يوم عمل الطابعة الواحدة.

بعد جمع العينة، تُوضع المسحة في قارورة معقمة تحتوي على وسط اختبار، وتُغطى، وتُرسل إلى مختبر لإجراء اختبار كوفيد-19. حسنًا، أودُّ التطرق إلى ما ذكرته سابقًا بشأن توزيع المسحات، أليس كذلك؟ وهذا يُشير إلى نقطة دقيقة ومهمة، وهي عدم وجود مصنع ضخم للمسحات.