3D打印能否填補抗疫醫(yī)療設(shè)備的缺口？

文丨略大參考，作者丨Rishi Iyengar，編譯丨chaya

新型冠狀病毒席卷全球，在一線工作人員和醫(yī)院努力與之病毒抗?fàn)帟r，所需的醫(yī)療設(shè)備卻跟不上病毒的擴(kuò)散速度。醫(yī)療設(shè)備從制作出廠到真正能投入使用需要一定的周期，于是，人們想起了3D打印技術(shù)，發(fā)展已有些年頭的3D打印是否真能成為新的希望？

近幾周以來，不少跨國企業(yè)、當(dāng)?shù)毓竞透鞔髮W(xué)院，甚至是3D打印的個人愛好者一起聯(lián)合起來，組成了一個龐大的打印團(tuán)隊。他們聚集在一起，以期通過使用3D打印機來制作抗疫所需的防護(hù)面罩、口罩、咽拭子甚至是呼吸機的零件，來填補醫(yī)療物資緊缺的空白。

惠普公司負(fù)責(zé)3D打印和數(shù)字制造的代理總裁雷蒙·帕斯特（Ramon Pastor）就表示：“3D打印技術(shù)的反應(yīng)能力其實非?？欤瑥臉?gòu)思、設(shè)計、原型制作再到生產(chǎn)，所需的時間非常短。而對于相同的過程，傳統(tǒng)制造商可能要花費數(shù)天甚至數(shù)周才能生產(chǎn)出來。”

能使用3D打印的產(chǎn)品清單，也恰恰證明了3D打印技術(shù)具備緩解醫(yī)療供應(yīng)危機的潛力。在過去的兩個月里，僅惠普一家公司就在其美國和西班牙的打印中心制作了50,000多種產(chǎn)品，并分發(fā)給了所需醫(yī)院機構(gòu)。

除了剛需的防護(hù)面罩和口罩外，為了防止因手觸摸而感染細(xì)菌，惠普制作了可以用肘開關(guān)的門把手。此外，惠普還在開發(fā)可用于測試病毒的咽拭子，以及由3D打印部件制成的室外急救呼吸機，而這些設(shè)備將在未來幾周通過測試后投入生產(chǎn)。

民間自制醫(yī)療設(shè)備的舉動正蓬勃發(fā)展著，但3D打印技術(shù)離真正能填補醫(yī)療設(shè)備的空缺卻仍然有差距。

盡管有些醫(yī)院已經(jīng)開始使用3D打印的產(chǎn)品來增加其供應(yīng)庫存，但對于某些關(guān)鍵的醫(yī)療設(shè)備，如呼吸機等，3D打印出的產(chǎn)品仍存在一定的安全隱患。因此，醫(yī)院有關(guān)負(fù)責(zé)人可能無法放心使用這些產(chǎn)品。

同時，美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的態(tài)度也非常謹(jǐn)慎。迄今為止，對于已提交的3D打印醫(yī)療設(shè)備的申請，僅批準(zhǔn)了一小部分投入生產(chǎn)。

但FDA也在其官網(wǎng)上寫到：“在COVID-19公共衛(wèi)生緊急事件這一特殊期間，3D打印技術(shù)也許能幫助增加醫(yī)療設(shè)備的庫存，某些設(shè)備用3D打印的確也會更適合?！?br />
1、“抗疫之戰(zhàn)”

負(fù)責(zé)3D打印的團(tuán)隊以及部分醫(yī)學(xué)界人士，似乎對3D打印技術(shù)給予了很高的希望。

許多大學(xué)聯(lián)合圖書館，將有關(guān)的3D打印的設(shè)備都收集在了一起，也有3D打印的發(fā)燒友從家里搬來設(shè)備前來協(xié)助。一些規(guī)模較小的公司則開始與競爭對手進(jìn)行合作，以加快生產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備的速度。

在新澤西州紐瓦克市區(qū)，一家擁有100臺3D打印機的3D打印商Tangible Creative，已經(jīng)和在布魯克林市的競爭對手MakerBot進(jìn)行合作，并一同與哥倫比亞大學(xué)聯(lián)合創(chuàng)建了名為Covid Makers Response的3D打印聯(lián)盟。該聯(lián)盟每天能制作約2,000個面罩，并由志愿者負(fù)責(zé)送往曼哈頓的30多家醫(yī)院。

Tangible的聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO Nevaris A.C.感慨到：“感覺現(xiàn)在就像在打仗一樣?！?br />
而這只是這場全國性運動中的一部分。現(xiàn)如今企業(yè)不管大小，有能力的都開始生產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備。

美國主要的汽車制造商現(xiàn)已改為制造呼吸器、蘋果等科技公司正在設(shè)計防護(hù)面罩、制造手機配件和游戲硬件的公司也轉(zhuǎn)向生產(chǎn)面罩。大多數(shù)公司都是在現(xiàn)成的制造基地來進(jìn)行生產(chǎn)，而福特表示他們會在先進(jìn)制造中心來生產(chǎn)一次性口罩。

安東尼·科斯塔（Anthony Costa）是紐約市西奈山醫(yī)院的教授，也是醫(yī)療創(chuàng)新中心Sinai Biodesign的主管，該中心一直在幫助醫(yī)院采購3D打印設(shè)備，他提到：“在整個危難中，3D打印的有關(guān)聯(lián)盟真讓人有些嘆為觀止。”

他補充到：“在某種程度上他們是以眾包的方式來做這件事。每個擁有3D打印機的人都把機器從地下室里搬了出來，直到在整座城市里都布滿了他們的設(shè)備，來確保關(guān)鍵醫(yī)療組件的打印需求?！?br />
本月初特朗普總統(tǒng)援引了《國防產(chǎn)品法》，以加快呼吸機和其他設(shè)備的生產(chǎn)。盡管如此，但大部分設(shè)備的交付時間仍要等到6月。

多數(shù)3D打印公司表示，盡管他們無法替代傳統(tǒng)的制造業(yè)，但缺乏設(shè)備，醫(yī)護(hù)人員的生命都受到威脅，而3D打印技術(shù)相對較快并擁有良好的延展能力，是眼下最有效的解決方案。

3D打印公司Shapeways的CEO格雷格·凱斯勒（Greg Kessler）對此表示：“3D打印機的生產(chǎn)速度很快，因此能填補那些短期的供應(yīng)鏈缺口……很顯然，這也是為什么3D打印技術(shù)在此時是最佳解決方案?！?br />
一直以來，Shapeways生產(chǎn)出的面罩都分給了紐約的各家醫(yī)院，并且他們還在生產(chǎn)咽拭子，以及可供多個患者使用的呼吸機分配器。

2、3D打印并非完美

某些醫(yī)療設(shè)備相比其他醫(yī)療設(shè)備更容易生產(chǎn)，因此許多3D打印都集中在生產(chǎn)面罩這類設(shè)備上。

在加州大學(xué)舊金山分校的醫(yī)學(xué)中心，一位急診醫(yī)學(xué)教授和冠狀病毒負(fù)責(zé)人，珍妮·諾布爾（Jeanne Noble）在采訪中告訴CNN Business：“一般情況下，面罩要能舒適地貼合在額頭上，遮住口罩。并且不能太長，以免醫(yī)護(hù)人員俯視時會碰到自己的上胸部而妨礙工作。同時還要是塑料材質(zhì)，因為塑料透明方便觀察病人。達(dá)到這些要求后，面罩就能正式使用了。”

而其他更基本的醫(yī)療設(shè)備如呼吸機和口罩等之所以難以投入生產(chǎn)，因為這些設(shè)備的制作要求比較特別，并且生產(chǎn)通常需要獲得FDA的批準(zhǔn)。

但現(xiàn)在呼吸機變得越來越重要，特別是在美國的一些州，由于呼吸機嚴(yán)重短缺，一些患者會因此喪命。

“隨著感染人數(shù)不斷上漲，院方高層也開始深入了解3D打印技術(shù)，并思考呼吸機匱乏會將患者置于何種風(fēng)險？”西奈山醫(yī)院的科斯塔醫(yī)生表示，“正如大家所知，呼吸機是用來維持生命的設(shè)備，但并不是隨便去某個商店買買零件就能拿來使用。作為醫(yī)生，我們要先對3D打印出來的某些東西進(jìn)行研究試驗，符合要求了才能拿來使用?！?br />
FDA也警示到，3D打印設(shè)備雖然可提供物理屏障保護(hù)，但卻不能完全保證能阻擋較小的液體或空氣中的顆粒。

根據(jù)FDA網(wǎng)站的描述：“3D打印面罩可能看起來更像傳統(tǒng)的PPE（個人防護(hù)用品），但是卻無法保證在隔絕性、耐流體性、過濾和控制感染方面提供同等水平的保護(hù)?！?br />
FDA的一位發(fā)言人則表示，F(xiàn)DA聯(lián)合國家健康中心和美國退伍軍人事務(wù)部的一起評估了50份3D打印的生產(chǎn)申請。但目前為止，僅批準(zhǔn)了一份口罩和八種面罩的申請用于臨床，以及另四種口罩用于社區(qū)使用。

該發(fā)言人補充到：“面對疫情，我們也想靈活多變，盡可能滿足醫(yī)療設(shè)備供給需求。大家提交的生產(chǎn)申請只要符合數(shù)據(jù)要求，我們就會迅速進(jìn)行審批?！?br />
3、但3D打印仍是希望所在

目前看來，仍有一些醫(yī)院在繼續(xù)挑選符合使用要求的3D打印設(shè)備。

加州大學(xué)舊金山分校就與3D打印公司Carbon進(jìn)行合作，制作用于檢驗冠狀病毒的咽拭子。并且諾布爾教授預(yù)計，咽拭子將在未來兩周內(nèi)投入使用。

她表示：“現(xiàn)階段測試拭子依舊非常緊缺，如果這次3D打印能成功，將有著至關(guān)重要的貢獻(xiàn)意義?！?br />
根據(jù)美國科學(xué)家聯(lián)合會（FAS）去年的報告顯示，2018年在美國售出了近60萬臺價格低于5000美元的消費型3D打印機，因此美國境內(nèi)潛在著龐大的3D打印技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，必要時能加以利用。

Tangible Creative、惠普和Shapeways早已將他們3D打印醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計文件發(fā)布在了線上，以供任何有需要的人進(jìn)行打印。

Tangible的聯(lián)合創(chuàng)始人兼工業(yè)設(shè)計總監(jiān)尤金·張（Eugene Chang）說到：“這種打印并不需要模具。下載了數(shù)字文件后，您還能將它分享給其他人，讓他們繼續(xù)打印，就像通過發(fā)送郵件在2D打印機上操作一樣。”

但西奈山醫(yī)院教授科斯塔表示，即使獲得了必要的批準(zhǔn)，更先進(jìn)的設(shè)備也需要更加工業(yè)化的打印機來操作。據(jù)FAS報告，截至2018年，在全球范圍內(nèi)售出了14萬臺工業(yè)化打印機。

大多3D打印公司都表示，一旦解決了監(jiān)管和測試障礙的問題，他們就可以快速投入批量生產(chǎn)。惠普3D打印的代理總裁Pastor就談到，單在惠普美國的工廠，每周就能生產(chǎn)出100萬支測試拭子。

當(dāng)全球陷入病毒恐慌之中，盡管3D打印技術(shù)無法完全彌補醫(yī)療設(shè)備空缺，但的確能在一定程度上緩解燃眉之急。

文章來源：https://edition.cnn.com/2020/04/ ... printing/index.html