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3D打印小知識|數百萬個新冠病毒檢測鼻咽拭子3D打印的量產探索

2020-09-01 11:18:08 來源:

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為應對新冠狀病毒檢測的需求,全球一些醫療機構與3D打印生態圈中的企業攜手在短時間內快速開發3D打印鼻咽拭子,并通過3D打印實現了批量生產, 有的企業的3D打印拭子產量已過百萬,緩解了傳統檢測拭子供應不足的壓力。

短期內達到百萬級的生產數量,與仍普遍存在的3D打印技術僅適合低批量原型制造的認知有著鮮明的對比。那么,在鼻咽拭子生產中,3D打印是怎樣顛覆這類產品原有的供應鏈,高效、靈活的應對生產短缺的呢?在本期分享的兩家鼻咽拭子產量已超過百萬的案例中或能看出端倪。

針對量產需求進行設計和工藝開發

粉末冶金企業GKN 收購的塑料3D打印企業FORECAST 3D,從3月份開始著手開發咽拭子的數字化制造解決方案,5月份開始進行首批3D打印咽拭子的生產,6月份其產量達到100萬個,迄今生產的總量達300萬個。

制造商采用的數字化生產設備為惠普基于多射流熔融(Multi Jet Fusion )工藝的HP Jet Fusion 3D打印系統。制造商每天的咽拭子產能可達到10萬個。

通過下圖可以看出,3D打印咽拭子的設計與傳統工藝生產的植絨病毒采樣拭子有所不同。

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MJF 工藝制造的3D打印拭子。來源:GKN

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傳統工藝制造的植絨拭子。來源:阿里巴巴

3D打印鼻拭子設計方案選自在快速臨床測試中評估的150種設計。增材制造的咽拭子在設計過程中對患者敏感性、收集足夠病毒樣本的能力,以及舒適度和斷點可靠性等因素進行了評估。增材制造鼻拭子采用整體式的設計,帶有吸附功能的拭子頭、斷點連接處、桿通過3D打印系統進行整體成形。

根據3D科學谷的市場觀察,采用纏繞、植絨或發泡等方式制造的傳統拭子,在實際使用過程中往往容易出現拭子頭與采樣部分的有效接觸部分不足、拭子有效吸附量不足、拭子頭與拭子桿結合不牢固、并且不易分離的問題。雖然相關醫療機構并沒有公布3D打印鼻拭子采集病毒樣本的有效性,但可以看到的是,增材制造技術為鼻拭子的設計優化克服傳統設計存在的不足,帶來了新的空間。整體式的設計與生產,也使得制造流程更簡單。

FORECAST 3D 的新冠病毒檢測3D打印拭子生產并非是一個偶然的存在,在同一時期新加坡3D打印企業Structo 也在進行著3D打印鼻咽拭子的生產,迄今為止產量也達到了100萬個,并預計繼續擴大生產,使產量達到每周100萬個。

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鼻咽拭子的3D打印。來源:Structo

根據Structo,他們生產的3D打印拭子是FDA注冊的醫療設備,符合嚴格的生產準則。Structo團隊使用生物相容性材料按照Struco的ISO 13485 QMS要求生產拭子,并對每個單獨包裝的拭子進行滅菌,以達到ISO 11135標準。

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3D打印拭子的頭部,用于采集病毒樣本。來源:Structo

Structo 是一家牙科3D打印設備制造商,采用的是高速光固化3D打印技術。在疫情期間采用該技術為醫療機構生產鼻咽拭子,以應對鼻咽拭子的短缺。由于3D打印技術在制造產品是無需模具,因此制造商可以在短時間內由生產牙科模型轉為生產鼻咽拭子。

新冠疫情在全球爆發以來,很多制造業供應鏈并不完整的國家為應對防護物資緊缺,而通過3D打印設備來制造防護面罩、呼吸機零件、以及鼻咽拭子。對此,3D科學谷聽到了不同的觀點,有的觀點認為這些舉措是在零部件緊缺下的一種無奈之舉,只能作為一種臨時性的補充解決方案。也有的觀點認為這些舉措恰好證明了3D打印技術具有靈活、快速響應多樣化生產需求的能力,而這正是傳統大規模制造模式難以觸及的領域。無論哪種看法更有趨近于現實,魔猴網已感受到,不少國家已從醫療機構、醫療監管機構到3D打印生態鏈中的設計、打印工藝、材料企業,都非常有默契的對如何激發3D打印技術的潛能,尤其是該技術在零件批量生產中的潛能進行了思考。無疑,這對于促進3D打印跨向批量生產的應用是有利的。



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