Las impresoras 3D están en primera línea de la pandemia COVID-19

El 20 de marzo, cuando la situación del coronavirus en la ciudad de Nueva York se precipitó hacia una crisis total, Madiha Choksi estaba empacando un taxi con dos impresoras 3D Flashforge y la mayor cantidad de filamento que le quedaba.

Choksi, un bibliotecario especializado en investigación y tecnología educativa, había recibido un correo electrónico urgente la noche anterior de Pierre Elias, becario de cardiología en el NYP-Columbia University Medical Center. Elias necesitaba desesperadamente producir más equipo de protección para los trabajadores del hospital que trataban a pacientes con COVID-19. Esperaba que Choksi, el administrador del laboratorio de impresión 3D de la Universidad de Columbia, pudiera ayudarlo.

"El correo electrónico fue muy largo y realmente preocupante", Choksi le dice a The Verge . Normalmente, ella podría ayudar. "Pero no tengo ninguna impresora", recuerda haber pensado, "y ya estábamos en el día tres o cuatro de trabajo remoto".

Afortunadamente, Columbia entregó sus impresoras. "En cuestión de horas, dijeron: 'Sí, por supuesto'", dice ella. Choksi se puso a trabajar en su departamento produciendo protectores faciales prototipo modificando un diseño de código abierto, de una compañía llamada Budmen Industries, e imprimiendo en 3D la visera de plástico que sostiene el protector y descansa en la frente con un pedazo de material similar a la espuma. Entre. Ella utilizó suministros comprados en Staples para juntar seis unidades que luego le entregó a Elias un día después de recibir el correo electrónico del médico.

"Los llevó directamente al hospital y los probó", dice ella, "y él regresó y dijo: '¿Podemos tener 1,000 más?'

Estados Unidos continúa luchando para responder a la pandemia de COVID-19, tanto a nivel estatal como federal. Por lo tanto, los esfuerzos de bricolaje de académicos, aficionados, expertos en fabricación y empresas profesionales se han unido en torno a los puntos críticos de COVID como la ciudad de Nueva York para satisfacer las necesidades de los trabajadores de la salud y otros en la primera línea del esfuerzo de respuesta.

Algunas de estas iniciativas están altamente organizadas e involucran asociaciones a través de las líneas estatales para obtener materiales y hacer uso de instalaciones de fabricación de grado industrial. Sin embargo, casi todo comenzó en las salas de estar de las personas con acceso a una impresora 3D y el ingenio para elaborar medidas provisionales a medida que las líneas de suministro existentes luchaban por mantenerse al día.

“En un mundo perfecto, tenemos coordinación en todo el país, donde tenemos puntos críticos y concentramos los recursos allí para que los trabajadores de la salud estén protegidos y los pacientes estén protegidos. Y a medida que desaparece, enviamos lo que queda a la siguiente ubicación ", dice James Hudspeth, profesor asistente de medicina en la Universidad de Boston y líder de respuesta COVID en el Boston Medical Center.

Ese mundo ideal está lejos de la realidad. Los protectores faciales, que Hudspeth dice que rara vez se usan en entornos médicos estándar fuera de cirugías y procedimientos muy selectos, terminaron siendo los segundos en demanda solo para las máscaras faciales, que también han escaseado. “Una forma en que las personas se infectan es tocando superficies y luego tocando la cara o la máscara. El escudo actúa como un recordatorio de que no debes tocarte los ojos ni tocarte la boca ”, explica Hudspeth.

El problema es que los escudos solo los fabrican un número limitado de fabricantes, algunos nacionales pero muchos en el extranjero. Y los grandes fabricantes solo envían unidades en lotes según los pedidos de las oficinas de adquisiciones de grandes instituciones médicas y gobiernos locales y estatales.

“Tenemos un suministro central, y algunos de los estados tienen el suministro. Pero no existe la capacidad de dictar hacia dónde van las cosas compradas o producidas en privado ”, dice Hudspeth. "Los estados están luchando entre sí por estos suministros, y todos los hospitales del país están haciendo lo mismo". Eso ha dejado a los médicos, enfermeras y trabajadores de la salud en todo el país luchando por obtener la mayor cantidad de EPP que puedan, independientemente de su origen.

Un protector facial de la variedad DIY generalmente consiste en un visor semicírculo de plástico moldeado o impreso, a veces llamado soporte, que a menudo se une con pegamento a una pieza de espuma que se apoya en la frente. Luego, la unidad se adhiere a una larga lámina de película de plástico transparente que se encuentra justo encima de la cara.

Todo se mantiene unido con una banda de goma o un dispositivo elástico similar. Es una manera simple de proteger la cara de alguien cuando interactúa con un paciente potencialmente COVID positivo. Estos escudos pueden fabricarse a bajo precio, desinfectarse fácilmente y luego reutilizarse. Tampoco son tan complicados o vinculados por restricciones regulatorias como, por ejemplo, las mascarillas respiratorias.

La falta de regulaciones en torno a los protectores faciales los ha convertido en una opción atractiva para fabricantes grandes y pequeños que buscan una manera de participar. El CEO de Apple, Tim Cook, anunció a principios de abril que su compañía produciría decenas de millones de protectores faciales para los trabajadores de la salud de California. , y el sitio web de Apple ahora presenta un tutorial para ensamblar las unidades .

En el noroeste del Pacífico, Nike, que tiene su sede a las afueras de Portland, también ha reutilizado los materiales y los procesos de fabricación de sus zapatillas para producir protectores faciales. Innumerables otras compañías, desde el equipo de cohetes financiado por Jeff Bezos Blue Origin hasta la división de ciencias de la vida de Alphabet, Verily, están poniendo recursos para la producción de caretas de emergencia .

Los esfuerzos no se detienen solo en los escudos, sino que también se extienden a máscaras faciales e incluso a ventiladores . Razer, el fabricante de accesorios para juegos, incluso construyó su propia línea de producción de mascarillas automáticas en Singapur, equipada con máquinas expendedoras para distribuirlas por la ciudad-estado .

No hace daño que de todo el PPE escaso durante COVID-19, los protectores faciales se encuentren entre los más fáciles de producir: cualquier persona con una impresora 3D o incluso un láser o un cortador de chorro de agua puede construir una sola unidad con materiales básicos. . "Lo bueno de los escudos es que son fáciles de producir con relativa rapidez", dice Hudspeth. "Las personas que tienen impresoras 3D más grandes y una pieza de plástico relativamente básica que es lo suficientemente flexible como para doblarse pueden hacer una careta".

Casi dos meses después de haber recibido ese primer correo electrónico frenético, Choksi y sus colegas bibliotecarios de la Universidad de Columbia Alex Gil y Moacir P. de Sá Pereira ahora realizan un esfuerzo voluntario de bricolaje llamado COVID Maker Response . Hasta ahora, el grupo ha reunido más de 19,000 protectores faciales y ha distribuido unidades a más de 50 instituciones, incluidos hospitales, clínicas, departamentos de bomberos y otros grupos de socorristas.

La operación ahora tiene una escala y sofisticación casi de fábrica. Se mudaron del departamento de Choksi a 92nd Street Y, un centro comunitario histórico en el Upper East Side de Manhattan. Tienen dos socios de fabricación oficiales: la firma de diseño de impresión 3D Tangible Creative, de Newark, Nueva Jersey, y el creador de impresoras 3D con sede en Brooklyn MakerBot.

Ambas empresas suministran la única pantalla impresa en 3D a la que se une el escudo. Después de recibir las piezas en grandes lotes, Choksi tiene un grupo de 10 a 12 voluntarios, en su mayoría estudiantes de medicina, en turnos de cuatro horas que ensamblan los escudos y los transportan en taxi o en automóvil a los hospitales.

Gil y de Sá Pereira, bibliotecarios de datos y académicos especializados en áreas como la visualización de datos y el mapeo digital, tienen experiencia en la respuesta rápida a las crisis a través de sus carreras académicas. Ahora, Gil maneja las solicitudes de protección facial y pasa todo el día en comunicación con los hospitales. Y de Sá Pereira está ayudando a administrar los recursos de la operación y asegurando que estén utilizando los fondos de Columbia de la manera más eficiente posible. El resto de su tiempo libre limitado se dedica a ayudar a otros grupos en los EE. UU. Y en el extranjero a comenzar sus propias operaciones de bricolaje.

"Cuando todo esto sucedió, lo primero y más importante en la mayoría de nuestras mentes fue la falta de EPP, que era bastante desgarrador en esos primeros días", dice Jason Hill, médico de la sala de emergencias del Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia. "En particular, tuve una noche bastante loca durante la noche en la que tuve que intubar", dice, refiriéndose a la inserción de un tubo en el cuerpo, "en medio de la noche sin uno de los protectores faciales. Era temprano y nadie esperaba que el ataque fuera tan intenso en ese momento, y quemamos todo nuestro alijo durante el día ".

En la zona alta del Centro Hospitalario de Harlem, Stephen Nicholas, un médico que salió de la jubilación para ayudar a tratar a pacientes durante COVID-19, observó cómo la escasez de EPP se estaba convirtiendo en una crisis propia.

"No puedo decirte lo horrible que fue", dice sobre la situación a fines de marzo. Su hospital comenzó a usar un código de emergencia especial, "777 Gold", por el altavoz cuando un paciente con COVID-19 había entrado en paro respiratorio y necesitaba atención del personal de inmediato. El "oro" era decirle a los trabajadores del hospital que usaran EPP apropiados debido al mayor riesgo de infección, pero el edificio estaba ardiendo a través de su alijo de máscaras faciales a un ritmo alarmante. "Hubo períodos cada 20 minutos en los que se escuchaba sobrecarga, '777 Gold'".

Nicholas, un ex profesor de Columbia, se enteró de los esfuerzos de Choksi a través de su hija, una estudiante de medicina de la escuela. Gil comenzó a ayudar al médico a coordinar las entregas de caretas para sus colegas. "Después de la primera distribución, todos desaparecieron al instante", dice Nicholas. “El segundo lote fue de 200. Estuve fuera de esos en un día y medio. El siguiente fue 500, y eso duró aproximadamente dos días ". Él dice que la escasez de EPP ya no es tanto un problema ahora que la mayoría de los trabajadores tienen sus propios escudos que pueden desinfectar y conservar.

Hill, el médico de urgencias, también se dirigió al grupo de Choksi de boca en boca. Él dice que, a medida que la crisis se aceleró, todos los médicos se dieron cuenta de que adquirir más EPP lo más rápido posible sería crucial para mantener seguros a los trabajadores de la salud. COVID Maker Response ahora ayuda a abastecer a su hospital con cientos de estos escudos cada semana.

"Cada pocos días, mediré las necesidades de nuestras salas de emergencias e ICU particulares con algunas universidades y pasaremos y obtendremos una caja de aproximadamente 200 de estos protectores faciales para dejar", dice. “Cuando camino por la sala de emergencias, la gran mayoría de las personas que veo usan estos protectores faciales. En este punto, realmente parece que tenemos un excedente, lo cual es algo maravilloso de sentir ”.

COVID Maker Response está lejos de ser la única operación como esta. Choksi y Gil me dicen que han estado en contacto con al menos otros tres en la ciudad de Nueva York solos, y continúan enviando mensajes de otros en todo el país e incluso en el extranjero que están interesados en hacer lo mismo.

Innumerables grupos también han surgido en otras partes de los Estados Unidos, generalmente alrededor de escuelas y bibliotecas con el espacio y los recursos para establecer estas fábricas improvisadas. Algunos, como el 3D Face Shield Hub de Washington State y la red de PPE de Illinois , han adoptado enfoques similares para coordinar esfuerzos voluntarios masivos, similares a fábricas, que emplean a personas en sus hogares hasta socios corporativos y universidades.

"Parte de nuestro modelo no es convertirnos en el único proveedor de protectores faciales", dice Gil. “La idea de este modelo distribuido de base es ayudar a otros a hacer lo que estás haciendo para que muchos más equipos distribuidos puedan agregarse a algún tipo de impacto. Esto es, por supuesto, en ausencia de la industria o la ciudad interviniendo ".

Un obstáculo que enfrentan los proyectos productores de PPE es saber cuándo cerrarlos, ya que los métodos de fabricación más convencionales continúan aumentando. Choksi y Gil dicen que todavía reciben solicitudes diarias de más protectores faciales, y la escasez continuará mientras el nuevo coronavirus continúe abrumando el sistema de atención médica de los EE. UU. Y su hospital y otros trabajadores de primera línea.

"Creo que vamos a seguir adelante hasta que la necesidad disminuya", dice Choksi. “Estamos escuchando sobre muchos otros esfuerzos, y hasta que dejemos de recibir solicitudes, nuestro plan es seguir adelante. A toda velocidad hasta que se satisfagan las necesidades ".

Para Choksi y sus socios en COVID Maker Response, la voluntad de sus voluntarios y socios de seguir ayudando ha sido uno de los pocos destellos de luz en una situación que de otra manera sería horrible y a menudo sombría. Ella dice que la comunidad de fabricantes y la impresión 3D en general han demostrado que pueden llenar los vacíos y ayudar a las comunidades vulnerables en momentos de necesidad, utilizando su experiencia e ingenio.

"Creo que la situación realmente ha demostrado de lo que es capaz la impresión 3D, que no es la producción en masa a largo plazo, sino que satisface la necesidad de una producción muy rápida, a pedido y artículos altamente personalizados", dice Dave Veisz, vicepresidente de MakerBot ingeniería, que ahora trabaja en estrecha colaboración con COVID Maker Response en el esfuerzo voluntario. “[COVID-19] acaba de mostrar la vulnerabilidad en la cadena de suministro global. El hecho de que estas partes se necesiten tanto ha sido revelador, así como el hecho de que muchas de estas partes solo provienen de un puñado de fábricas ”.

Veisz dice que, en circunstancias normales, simplemente moldearía por inyección un diseño de careta y haría girar una fábrica para producirlo en masa. "Pero estas cosas llevan meses", dice. "Ha sido revelador para el público en general que la impresión 3D se puede utilizar como un recurso provisional para necesidades de emergencia como esta y se puede utilizar para iniciar la producción del artículo".

Choksi dice que el nuevo coronavirus ha sido el tipo de situación que la comunidad creadora se enorgullece de unirse para luchar. “Está muy organizado y movilizado, se mueve rápidamente y está constantemente iterando. Si hay una emergencia, una necesidad de respuesta a la crisis, hay un archivo de código abierto, disponible para todos ", dice. "Nos sentimos humildes y agradecidos de poner nuestro ingenio y experiencia en ello e irnos".