Un hospital de París imprime en 3D material médico y sanitario utilizando Artec Space Spider para el control de calidad.

19/05/2020

Por Loretta Marie Perera

Cuando se produjo el primer caso de Covid-19 – entonces comparada con una simple gripe común – en Wuhan, China, a finales del año pasado, la mayoría de nosotros teníamos poca idea de la pandemia que estaba a punto de cambiar el mundo tal y como lo conocemos. Para enero de 2020 más de 40 personas en China estaban infectadas y se le había asignado un nombre al virus: Coronavirus, o Covid-19. En los meses siguientes, una pandemia mundial detendría los viajes locales e internacionales, los negocios cerrarían, se impondrían cuarentenas generalizadas y para la mayor parte del mundo sólo se permitirían los servicios esenciales.

Entrega de dispositivos médicos impresos en 3D a los pacientes que se preparan para su desconfinamiento. (Foto del Dr. Roman Khonsari / Instagram)

A mediados de abril de 2020 se habían notificado en el mudno más de 2,5 millones de casos, con casi 700.000 recuperados y cerca de 200.000 muertes. En Francia, hasta mediados de abril, se calculan más de 168.000 casos con más de 20.000 muertes y 40.000 recuperados. Actualmente es el cuarto país con el mayor número de casos, superior al de China, donde se inició el brote.

En los países de todo el mundo, y especialmente allá donde el número de enfermos aumentaba y las camas de los hospitales se agotaban, más que cualquier otro servicio esencial, la atención médica era lo más importante. Los trabajadores médicos se ven sometidos a una gran presión en cuanto a tiempo, número, energía y recursos.

Fue entonces cuando cobraría vida Covid3D.org, una nueva iniciativa liderada por el cirujano Dr. Roman Khonsari con la autoridad hospitalaria de París APHP (Assistance Publique – Hôpitaux de Paris), y financiada por la Universidad de París y el grupo de prestigio Kering, con la tecnología 3D formando la columna vertebral de esta iniciativa. La operación debía ser exitosa y funcionar con precisión y rapidez.

El plan: Establecer una operación de impresión 3D en París, donde diseñar e imprimir material médico y sanitario de forma rápida, un escenario desconocido.

Además, con el aumento de los números y el cierre de fábricas en todo el mundo, el tiempo era esencial. En sólo 10 días se puso en marcha Covid3D con el apoyo de cincuenta doctores, ingenieros, desarrolladores, empresarios y miembros de los sectores público y privado.

"No hay un libro de instrucciones para la impresión de material médico en 3D durante una pandemia mundial", dice el Dr. Khonsari. "Y un gran desafío por la gran cantidad de trabajo legal que implica – esto es algo que normalmente no podríamos hacer, y ahora estamos creando un nuevo marco con el fin de imprimir material médico y sanitario."

Y no era sólo que los hospitales de París se estuvieran quedando sin suministros médicos, explica el Dr. Khonsari. Con centros de fabricación como los EE.UU. y China ralentizando las operaciones o conservando su producción para uso interno, ahora había una necesidad de material sanitario más allá de la requerida por casos de Covid-19. Los artículos de importancia crítica incluyen válvulas, equipos de intubación, respiradores, jeringuillas, máscaras y accesorios médicos.

Este dispositivo, normalmente importado de los Estados Unidos y que ahora escasea, se utiliza para sujetar el hilo para suturar durante la cirugía del corazón.

Estos elementos, que se imprimen y escanean no son necesariamente complicados – "¡No estamos construyendo naves espaciles!" Añade el Dr. Khonsari – pero debido a que son para uso médico, se requieren los más altos niveles de calidad, precisión y seguridad. Para asegurar la precisión submilimétrica, pusieron en marcha el Artec Space Spider. Un escáner 3D portátil diseñado para escanear objetos pequeños y detalles complejos en alta resolución y con gran precisión , Artec Space Spider es ideal para moldear piezas, llaves, partes de computadoras o, en este caso, equipos médicos específicos. Utilizando la tecnología de luz azul, Artec Space Spider no se pierde ningún detalle, incluso los más finos, desde las inscripciones de una moneda hasta las partes de un oído humano.

El mayor desafío para el equipo de Covid3D: las regulaciones legales. "Nos estaba costando, estábamos trabajando día y noche en la mejora de la calidad de lo que imprimíamos", dice Khonsari. Dada la urgencia de la situación, la legislación que permite esta impresión se agilizó, y el equipo hoy tiene las regulaciones necesarias, con la condición de que se cumpla un estricto protocolo.

"Primero", explica el Dr. Khonsari, "tenemos que demostrar que tenemos escasez de artículos y que ningún otro producto es capaz de satisfacer la misma necesidad". Una vez que se establece una escasez real, se permite la impresión del artículo a condición de que se aplique estrictamente el protocolo, no sólo para garantizar que este se ha impreso con arreglo a normativa, sino que pueda resistir la limpieza y el control de calidad sin ser destruido. Los métodos de limpieza médica incluyen la esterilización y desinfección mediante métodos muy rigurosos que pueden dañar los artículos que no se han fabricado para que duren.

La fábrica de impresión 3D se ha instalado cerca del hospital y funciona 24 horas al día, 7 días a la semana. (Foto de la impresión 3D de Stratasys)

En sólo tres semanas, se establecieron en la Abadía de Port-Royal, en un edificio histórico junto al Hospital Cochin. Aquí, 60 impresoras 3D producen diferentes tipos de material médico y sanitario las 24 horas del día y con un equipo de supervisión de cinco ingenieros trabajando por turnos. Los artículos impresos se separan en lotes de 100 unidades. Se escanea en 3D un producto de cada lote con Artec Space Spider para verificar la calidad.

Los diseños que se van a imprimir se basan en los escaneos de los equipos existentes, o son diseñados desde cero por los ingenieros. Los escaneos permiten una comparación entre los artículos recién impresos y los equipos anteriores. Para la comparación de los datos se utiliza un software de uso general como Avizo, una aplicación especializada en procesos industriales.

Si el análisis demuestra que el nuevo artículo cumple los requisitos y que se mantienen las características clave de cada artículo, el lote pasa la prueba de control de calidad. Si falla, todo el lote es descartado. Para equipos donde se requiere la precisión de los conductos interiores, se utiliza el escaneo CT en asociación con Space Spider.

El control de lotes de los aparatos médicos de emergencia se utiliza para el control de calidad. (Foto del Dr. Roman Khonsari / Instagram)

Hoy en día, con el obstáculo legal superado y un protocolo en vigor, el equipo confía en que su funcionamiento puede continuar y está preparado para el futuro. Y como los artículos son baratos de imprimir y pueden ser impresos en grandes cantidades, proporcionan una nueva forma de hacer frente a las situaciones de emergencia.

Sélim Amrani, de la empresa asociada certificada de Artec 3D, CADvision, afirma que aunque la tecnología 3D puede dar una respuesta rápida, la calidad es aún más importante. "Lo que vimos en los dos primeros meses fue un montón de empresas que trataron de ayudar imprimiendo viseras o válvulas", dice. "Pero no es tan fácil imprimir ese tipo de piezas. Tenemos que respetar normas muy específicas."Teniendo eso en cuenta, el control de calidad con escaneo 3D coge mucha importancia".

"CADvision está, por supuesto, encantado de participar en la búsqueda de soluciones mientras crea estas piezas", añade Amrani.

Para el Dr. Khonsari, esto es sólo el comienzo. "En el futuro, se puede construir una solución similar de impresión en 3D, en zonas de guerra o ante otra epidemia", dice. Ya se han puesto en contacto con el equipo organizaciones de otras partes de Francia o Europa, hasta México y países de África.

Pero incluso cuando los números de Covid-19 en Francia bajan y más pacientes pasan de cuidados intensivos a post-intensivos – el Dr. Khonsari añade que también tienen máscaras de ventilación impresas en 3D listas para esa etapa – el equipo está preparado.

Con las restricciones aliviándose en Francia, el Dr. Khonsari y su equipo ya están anticipando otro aumento de los casos, posiblemente en un futuro cercano. "Al menos para lo que es médicamente necesario, tenemos suficiente capacidad de producción en la que nuestros hospitales pueden confiar", dice Khonsari. "Estamos listos en caso de una segunda oleada".