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Stampa 3D e Sanità: innovazione e creatività ai tempi del Coronavirus

Mancano strumenti di protezione per il personale medico sanitario e presidi medicali per curare i pazienti affetti da Covid-19. La stampa 3D sta giocando un ruolo importante nella creazione di componenti di emergenza per la cura dei pazienti e la tutela degli operatori sanitari in prima linea negli ospedali

Dalle comunità sanitarie di tutta Italia arrivano frequenti denunce sulla mancanza non solo di presidi di protezione per il personale medico sanitario come le mascherine, ma anche di strumenti medicali per curare i pazienti affetti da Covid-19, la malattia provocata dal nuovo Coronavirus SARS-CoV-2. L’allarme riguarda anche le maschere C-PAP (acronimo di Continuous Positive Airway Pressure) ospedaliere per la terapia sub-intensiva, che permettono di fornire ventilazione artificiale a pazienti con difficoltà respiratorie.
Ed è qui che la stampa 3D si sta rivelando uno strumento importante per la realizzazione di componenti di emergenza atti sia alla cura dei pazienti colpiti dal Coronavirus sia al
la tutela degli operatori sanitari in prima linea negli ospedali.

La stampa 3D per le valvole respiratorie in rianimazione

Tutto è cominciato lo scorso 12 marzo all’Ospedale di Chiari a Brescia, in prima linea nella lotta alla pandemia da Coronavirus: i sanitari si rendono conto che stanno finendo le valvole per far funzionare i macchinari salvavita che permettono ai pazienti in rianimazione di ricevere ossigeno. I medici contattano subito l’azienda che le produce, ma il fornitore non riuscirà a realizzarle in tempo, visto che le scorte sono esaurite da tempo.

Di fronte all’emergenza e al rischio concreto che i pazienti rimangano senza ossigeno, scatta l’idea: utilizzare una stampante 3D per riprodurre le valvole a tempo di record. È un esempio virtuoso di come relazioni sociali, social network, reti di imprese e reti di ricercatori riescano a fare la differenza: è la direttrice deGiornale di Brescia Nunzia Vallini che contatta il fisico Massimo Temporelli, presidente e co-fondatore di The FabLab, start-up innovativa nell’ambito dell’Industry 4.0 nata nel 2014 come laboratorio condiviso di fabbricazione digitale sul modello Fab Lab del Massachusetts Institute of Technology (MIT).

E da Massimo Temporelli si arriva a Cristian Fracassi, ingegnere bresciano e Ceo di Isinnova, dottore in Ingegneria dei Materiali e, soprattutto, proprietario di una stampante 3D che viene installata all’ospedale per auto-produrre le valvole necessarie. Dopo la stampa dei primi prototipi, l’intero fabbisogno è stato soddisfatto in sole 24 ore. Con la stampante 3D di Fracassi si realizzano 100 valvole su misura perfettamente funzionanti.

Temporelli, da noi intervistato, così commentava: “Se questo – che consideriamo un piccolo miracolo – è successo è perché c’erano persone informate, preparate. Per questo è importante continuare a informarci, a studiare, a promuovere la cultura scientifica e tecnologica, perché può migliorare la nostra vita. La cultura scientifica e tecnologica va promossa sempre e non solo in tempi di emergenza. Altro che disumanizzante, cattiva, robottizata, artificiale: c’è sempre un drive umano che caratterizza questi progressi”.

La vicenda ha però fatto scatenare anche qualche critica perché, per utilizzare quelle valvole, sono necessarie le certificazioni sanitarie. “E’ vero – riconosce Temporelli – ma l’alternativa sarebbe stata la morte dei pazienti privi dei supporti necessari. Quando il tempo non c’è non ci si può fermare davanti alla burocrazia”. Nemmeno, va detto, quando dall’azienda produttrice delle valvole è arrivata la diffida a procedere. Nemmeno quando sono stati negati  i file dei disegni che avrebbero velocizzato il lavoro.

“Anche questo è un insegnamento – prosegue Temporelli -. Possiamo dire che gli hacker della stampa 3D hanno trovato soluzioni alternative in una situazione d’emergenza. Questo ci insegna l’importanza del saper e del voler rompere gli schemi, per proporre soluzioni diverse e nuove anche in vista dell’altra crisi, cui stiamo andando incontro. Non si può aver paura di sbagliare: bisogna andare oltre le visioni standard”. 

La maschera da snorkeling di Decathlon diventa un respiratore per i pazienti

Come si dice, da cosa nasce cosa.
Perché siamo ancora a Brescia e ancora parliamo di Isinnova e di Cristian Fracassi. E’ qui che nasce l’idea di trasformare le maschere da snorkeling Easybreath di Decathlon in maschere respiratorie per malati di Coronavirus
. Un esempio di creatività italiana applicata alla tecnologia, ma anche di Open innovation, la strategia in base alla quale si cercano idee e soluzioni innovative al di fuori del perimetro aziendale.

Lo stimolo arriva da un medico, Renato Favero, ex primario dell’ospedale di Gardone Valtrompia: “Ci stavo pensando da un po’ e, avendo in casa una maschera da snorkeling, avevo iniziato a esaminarla per capire se fosse possibile adattarla a scopi sanitari. Poi la mia compagna mi ha suggerito di rivolgermi all’impresa di Fracassi, che ha da subito dimostrato un’estrema disponibilità”.

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Isinnova ha contattato Decathlon, ideatore, produttore e distributore di Easybreath, che si è resa immediatamente disponibile a collaborare, fornendo il disegno CAD della maschera. Decathlon Italia ha deciso di donare 10.000 quantità delle proprie maschere da snorkeling Easybreath alle Regioni italiane, responsabili della sanità pubblica. Il prodotto è stato smontato, studiato e valutate le modifiche da fare. In collaborazione con Fablab Brescia, è stato poi disegnato il nuovo componente per il raccordo al respiratore, a cui è stato dato il nome di valvola Charlotte, realizzato in breve tempo tramite stampa 3D. 

Il team di ingegneri si è reso disponibile a collaborare con i centri di ricerca più accreditati che hanno come finalità validare l’adattabilità della maschera riducendo i rischi collaterali. Nella fattispecie Isinnova sta collaborando, su richiesta della Regione Lombardia, con il Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano, fornendo loro i disegni e le caratteristiche tecniche del prodotto.

Il 23 marzo 2020 Isinnova annuncia su Facebook: “Privati e aziende si sono resi subito disponibili a stampare i pezzi che servivano. Sono arrivati i primi pezzi e nei prossimi giorni arriveranno anche gli altri fino a quota 500 kit. Ringrazieremo uno ad uno tutti quelli che hanno dato una mano ma nel frattempo. I pezzi verranno consegnati alla protezione civile che in queste ore sta già ricevendo le maschere pronte”.

E la community degli stampatori, distribuiti in tutta italia, continua a tenersi in contatto attraverso tutti i canali social, con Massimo Temporelli a tenere le fila di un movimento spontaneo di cui il Paese ha sempre più bisogno.

In Liguria, le maschere da snorkeling di Mares vengono riadattate a caschi respiratori con la stampa 3D dei collettori

In Liguria è il team di Mares, nota per i suoi prodotti altamente tecnologici e innovativi per il mondo della subacquea, che si attiva per rispondere alle continue richieste di nuovi respiratori da parte degli ospedali. Sergio Angelini, Chief Technology Officer e Valerio Palmieri, Senior R&D Engineer studiano un collettore in grado di trasformare le maschere full face da snorkeling in caschi respiratori C-PAP utilizzati in terapia sub intensiva per i “malati Covid-19”.

E ancora una volta è dalla forte passione e dalla volontà di condivisione che nasce una collaborazione spontanea con TS Nuovamacut, impresa del Gruppo TeamSystem che si occupa della distribuzione di software CAD e stampanti 3D, e Mira Meccanica (azienda cliente che lavora nel settore della meccanica di precisione) che in tempi rapidissimi si è resa disponibile a produrre con una stampante industriale HP, 20 collettori funzionali.

In un paio di giorni sono state consegnate a titolo gratuito, le prime maschere che daranno una speranza di vita ai malati: 6 all’ospedale di Parma, 2 La Spezia e 6 Bologna. Nell’arco di una settimana verranno spedite 500 maschere agli ospedali di Savona, Bergamo, Crema, Erba e Imola e sono in produzione, grazie al coinvolgimento di altre aziende del territorio, oltre 1.000 collettori che saranno disponibili in pochissimi giorni.

Gli operatori sanitari e le strutture interessate a ricevere le maschere adattate di Mares potranno fare richiesta direttamente a s.angelini@mares.com indicando: il quantitativo necessario, l’indirizzo di spedizione e la persona di riferimento.

Mares Spa Maschere Snorkeling adattate

A Varese anche le mascherine per i medici si stampano in 3D

Ma ci sono anche altre realtà che si tranno muovendo e con estrema efficacia, sullo stesso fronte.
Vista l’urgente richiesta dell’Ospedale di Circolo di Busto Arsizio (VA) di mascherine per il personale medico, nell’arco di 24 ore Elmec 3D, divisione di Elmec Informatica specializzata nella manifattura additiva, ha progettato e stampato un primo modello del dispositivo d’emergenza, adattabile all’unico filtro antivirale disponibile, ovvero un filtro per caschi C-PAP. Il materiale utilizzato è il TPU(Poliuretano termoplastico), stampato con la tecnologia HP Jet Fusion 5200. Il materiale è stato scelto per le caratteristiche di elasticità, biocompatibilità e resistenza agli agenti chimici, importante per poter essere sottoposto a diversi cicli di sterilizzazione.

I progettisti hanno quindi realizzato un primo modello di mascherina, ora già in fase di test nel reparto di rianimazione dell’Ospedale di Circolo di Busto Arsizio. In base alle risposte da parte dei medici si sta provvedendo alla realizzazione di un secondo modello con le dovute correzioni, in particolare in funzione della adattabilità della maschera al volto.

L’iniziativa si inserisce in un progetto più ampio in cui diversi player del mondo della manifattura additiva sono coinvolti per offrire un aiuto concreto e tempestivo alle strutture sanitarie nei giorni dell’emergenza: l’azienda varesina sta collaborando con Thinking Additive, guidata da Marco Cavallaro, e il FabLab Opendot, coordinato da Enrico Bassi, alla realizzazione di mascherine per ospitare filtri antivirali, efficaci per la protezione contro il Covid-19. 

Al di fuori delle mura ospedaliere, troviamo dispositivi di protezione di primo livello destinati soprattutto al mondo delle imprese. Importante è il caso della storica azienda bresciana Manifattura Calze Ileana che ha riconvertito 10 delle proprie macchine di produzione alla realizzazione di maschere di protezione, utilizzando una fibra antibatterica in poliammide con ioni di argento, che svolgono un’azione antibatterica. Per ulteriori dettagli, rimandiamo alla lettura di questo articolo Covid-19: Calze Ileana riconverte e produce maschere protettive

 

 

 

Immagine fornita da Shutterstock.

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