parte de Caja fuerte para pandemiasLa serie de Future Perfect sobre las actualizaciones que podemos hacer para prepararnos para la próxima pandemia.

Algunas de las imágenes más imborrables de los primeros días de la pandemia mostraban la crisis del equipo de protección personal (EPP) en nuestros hospitales: fotos de médicos y enfermeras cargando bolsas de basura reutilizadas, gafas de natación y máscaras de esnórquel mientras los suministros de EPP se reducían ante la avalancha de COVID-19.

Estas imágenes subrayaron lo poco preparados que estábamos para una pandemia que se propagaba rápidamente. Los hospitales de EE. UU. han dependido en gran medida de los proveedores extranjeros de EPP, particularmente en China, y no existen regulaciones que obliguen a los hospitales o estados a mantener un stock específico en caso de crisis. La mayoría no; El sector de la salud de EE. UU. está bajo una fuerte presión financiera y la adquisición justo a tiempo es, en tiempos normales, más rentable. El resultado fue una crisis de suministro que obstaculizó nuestra respuesta a la pandemia.

Mientras el país esperaba que los fabricantes estadounidenses aumentaran la producción de PPE y las cadenas de suministro para estabilizarse, surgió una solución provisional intrigante: la impresión 3D. Ante la escasez de máscaras, una coalición de grupos privados, públicos y voluntarios se unió para llenar un vacío. Sus esfuerzos se centraron en la fabricación y distribución de máscaras impresas en 3D.

Por supuesto, su trabajo estuvo lejos de ser suficiente para cubrir la escasez. Pero como medida provisional sin duda han ayudado, sobre todo a nivel local donde se han centrado este tipo de operaciones, y todo apunta a un papel limitado pero prometedor de la impresión 3D en la lucha contra futuras pandemias.

«El salvaje oeste de PSA»

Es difícil exagerar lo terrible que fue la crisis del PPE en los primeros días de la pandemia, especialmente para los trabajadores de la salud en la primera línea de la crisis.

La escasez provocó una feroz búsqueda de máscaras y otros equipos que enfrentó a hospitales y estados entre sí. John Hick, director médico de preparación para emergencias en Hennepin Healthcare en Minnesota, recuerda los esfuerzos que tuvo que hacer su hospital para asegurar los suministros de niveles de inventario cada vez más insuficientes. “Sabíamos que la cadena de suministro no seguiría el ritmo de la pandemia. Y no fue así”, me dijo.

Mientras tanto, las empresas de entrega en China intentaron eludir las restricciones a la exportación impuestas por el gobierno chino al comienzo de la pandemia. «Cuando recibimos muestras de máscaras y batas de China», me dijo Hick, «a menudo venían en una caja envuelta en ropa, por lo que, desde una perspectiva de exportación, parecía que estaban enviando eso y no PPE».

Premier Inc, una compañía de atención médica, me dijo que los pedidos se multiplicaron por 17 en los primeros días de Covid-19 y que los hospitales de todo el país estaban enviando representantes al extranjero en un intento frenético de comprar los suministros restantes que pudieran. A veces tuvieron suerte, pero el personal que no estaba familiarizado con el proceso y que no tenía relaciones establecidas con los proveedores a menudo regresaba con productos falsificados o, a veces, nada en absoluto.

Era el «Salvaje Oeste de PSA», recuerda Hick.

Aquí es donde entró en juego la impresión 3D.

La promesa de imprimir EPP en una crisis pandémica

Las impresoras 3D pueden crear objetos tridimensionales sólidos a partir de diseños digitales. Siguiendo un modelo digital, los materiales como plásticos o polvos metálicos se aplican en capas sucesivas y se agregan uno a la vez, una de las razones por las que la impresión 3D también se conoce como fabricación aditiva.

Con suficiente materia prima y un diseño digital, las impresoras 3D pueden producir objetos físicos como protectores faciales y máscaras en minutos u horas. Está lejos de ser perfecto: la fabricación aditiva generalmente se ha utilizado para crear prototipos de diseños en lugar de producción en masa, pero la necesidad urgente de PPE al principio de la pandemia presentó una oportunidad para ampliar los límites de la tecnología de impresión 3D.

Esto es exactamente lo que el proyecto COVID 3D Trust buscó permitir después de que la escasez de PPE se hizo evidente al comienzo de la pandemia. El grupo se formó bajo el paraguas del Intercambio de impresión 3D de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), un programa que la agencia creó en 2014 para apoyar la investigación en ciencias de la vida. Principalmente imprimieron modelos 3D de moléculas para ser estudiadas en laboratorios de investigación biológica.

Ya tenían la infraestructura necesaria y pudieron trabajar en estrecha colaboración con la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) y el Departamento de Asuntos de Veteranos (VA).en apoyo al trabajo biomédico de vanguardia, imprimiendo mascarillas y protectores faciales para trabajadores de la salud. En solo 10 días en marzo de 2020, pudieron implementar una plataforma que alojaría un repositorio colaborativo de diseños impresos en 3D para máscaras, protectores faciales y otros consumibles, como hisopos nasales para pruebas, todos probados por VA para cumplir con la Emergencia de la FDA. Estándares de autorización de uso para EPP.

Mientras tanto, Advanced Manufacturing Crisis Production Response (AMCPR) Exchange, una plataforma de sitio web administrada por America Makes (una asociación público-privada dedicada a promover el trabajo innovador como la impresión 3D), proporcionó una plataforma separada para atraer a los pequeños fabricantes para que se conecten con los compradores. Según Meghan McCarthy, directora del programa NIH 3D Print Exchange, la demanda era clara: el tráfico al sitio web de COVID 3D Trust aumentó rápidamente, de 15 000 usuarios por mes antes de la pandemia a 30 000 usuarios por día.en marzo de 2020.

El éxito de AMCPR se basó en individuos, grupos de voluntarios, organizaciones universitarias y entidades comerciales que contribuyeron con sus capacidades locales de impresión 3D para proporcionar el EPP necesario para la respuesta al Covid-19.

Entre ellos se encontraba el Proyecto PPE de Illinois, una iniciativa dirigida por voluntarios que surgió cuando se hizo evidente la necesidad urgente de PPE en los hospitales cercanos y la respuesta de las instituciones establecidas resultó mediocre. El proyecto pudo organizar la entrega de productos a los veteranos, utilizar el espacio de muelle donado por las empresas locales y depender de los esfuerzos de los voluntarios para llamar a los hospitales y averiguar quién tenía las necesidades más urgentes.

Un informe compilado por America Makes estima que sus esfuerzos han producido y enviado 38 millones de protectores faciales y partes de protectores faciales, más de 12 millones de hisopos nasales de diagnóstico de Covid-19, más de 2 millones de orejeras y cientos de miles de componentes de máscaras y partes respiratorias. (La orejera es un accesorio que se puede usar para hacer que las máscaras sean más cómodas al quitar la presión de las orejas. Esto puede no importarle a la persona promedio que usa una máscara temporalmente cuando ingresa a una tienda, pero es de gran importancia para los proveedores de atención médica , a quienes a menudo se les exige que usen una máscara durante un turno completo de 12 horas).

Nation of Makers, una organización sin fines de lucro fundada para apoyar a la comunidad de «fabricantes», una subcultura centrada en el desarrollo de nuevo hardware y retoques, a menudo mediante el uso de la impresión 3D, estima que, en general, se han fabricado casi 50 millones de unidades de PPE y otros suministros médicos para la respuesta al Covid-19 de los grupos locales de fabricación aditiva para enero de 2021. Es un número asombroso, aunque todavía pequeño en el contexto de la fabricación nacional masiva y la demanda general dentro del sistema de salud; En marzo de 2020, el Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU. firmó un acuerdo con empresas para suministrar 600 millones de mascarillas N95 durante un período de 18 meses.

Una solución de emergencia, no una solución

Como sugieren estos números,La impresión 3D es inherentemente pequeña. No es una solución a largo plazo para satisfacer las necesidades de EPP en el sistema de salud y nunca será tan rentable como la producción en masa tradicional. Su principal valor es que se puede hacer en el sitio con un tiempo de entrega mínimo y puede llenar el vacío temporalmente para ganar tiempo para que la fabricación y el envío a mayor escala se pongan al día.

La impresión 3D también es valiosa como medio para crear prototipos de nuevos diseños de EPP. Los diseños digitales se pueden revisar rápidamente durante el proceso de fabricación aditiva para probar nuevos enfoques. Un logro notable durante esta pandemia ha sido la máscara improvisada, una máscara esterilizable con un filtro reemplazable que cumple con los estándares de la FDA y actualmente se encuentra en el proceso de aprobación de NIOSH de los CDC para máscaras N95.

Otros proyectos prometedores llegaron a la etapa de prototipo; En particular, la aplicación Bellus3D (que desafortunadamente ahora se está descontinuando) esperaba ofrecer un servicio para escanear la cara de una persona, para combinarlo con la impresión 3D para crear una máscara personalizada, reutilizable y esterilizable o un marco de plástico para mejorar el sellado a crear una máscara quirúrgica.

Pero la fabricación aditiva es solo eso: aditiva. Prepararse para la próxima pandemia requiere reformar las cadenas de suministro y mejorar las existencias de emergencia, incluso para los EPP de fabricación convencional.

La lista de deseos para actualizaciones es larga: lejos del envío justo a tiempo en PSA; incentivos fiscales o regulaciones hospitalarias para fomentar la producción de EPP durante todo el año; y nuevos mecanismos para mejorar la visibilidad de los suministros y cadenas de EPP en hospitales y estados, entre muchos otros.

Pero ahora comprendemos los límites de la impresión 3D en una emergencia y cuánto más podemos empujarlos. Es casi seguro que salvó algunas vidas esta vez, y podría ser aún más importante en la próxima pandemia.

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