Και στη μάχη κατά του κορονοϊού, η τεχνολογία λειτουργεί ως ένα σημαντικό εφόδιο στα χέρια των ειδικών. Ακαδημαϊκοί και ερευνητές των ελληνικών πανεπιστημίων ενώνουν τις δυνάμεις και την τεχνογνωσία τους για την παραγωγή τρισδιάστατα εκτυπωμένου ιατρικού υλικού που σήμερα είναι σε έλλειψη. Οι άλλοτε περιορισμένες εφαρμογές της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης (3D printing) αποδεικνύονται σωτήριες για τους γιατρούς και τους νοσηλευτές στα νοσοκομεία της χώρας.

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας

Στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Λάρισας και στο «Αχιλλοπούλειο» Νοσοκομείο Βόλου παραδόθηκαν την Πέμπτη 26 και την Παρασκευή 27 Μαρτίου οι πρώτες 100 τρισδιάστατα εκτυπωμένες Ασπίδες Προσώπου (face shields) για την προστασία του ιατρικού προσωπικού από τον κορονοϊό. Πρόκειται για ιατρικό υλικό που δημιουργήθηκε με τη χρήση της τεχνολογίας 3D Printing, χάρη στη συνεργασία της ομάδας του TED3D (Ηλίας Φρυτζαλάς, Ελένη Ρηγάκη) με τον επίκουρο καθηγητή του τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας Γεώργιο Σαχαρίδη, τον καθηγητή Πνευμονολογίας και διευθυντή της Πνευμονολογικής Κλινικής του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας Κωνσταντίνο Γουργουλιάνη και τον Ηλία Καραμέτο, Διευθυντή του Τμήματος Επειγόντων Περιστατικών του Νοσοκομείου Βόλου.

Φωτό: Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας-TED3D

Οι λύσεις που τέθηκαν σε εφαρμογή από την ερευνητική ομάδα εστιάζουν στην παραγωγή του ιδιαιτέρως απαραίτητου υγειονομικού υλικού. «Σε αυτά συγκαταλέγεται η hands free λαβή για τα νοσοκομεία που αντιμετωπίζουν το κορονοϊό και η πολύ σημαντική Ασπίδα Προσώπου, ένα βασικό υλικό για την προστασία του προσωπικού Υγείας που έρχεται σε επαφή με τους ασθενείς. Βασικός στόχος ήταν η ταχύτητα παραγωγής και παράδοσης των εν λόγω ειδών πρώτης ανάγκης, καθώς και η εξασφάλιση της δυνατότητας αποστείρωσής τους, ώστε να επαναχρησιμοποιηθούν πολλές φορές», αναφέρει στο ert.gr o Ηλίας Φρυτζαλάς, Διευθύνων Σύμβουλος της TED3D.

«Βάσει των αναγκών συναρμολόγησης και συσκευασίας των υλικών για την αποστολή τους, παράγουμε πλέον περί τις 300-400 ασπίδες προσώπου και περίπου 100 σετ hands free λαβές ημερησίως», προσθέτει ο ίδιος.

Το κόστος για την παραγωγή του συγκεκριμένου υλικού καλύπτεται εξολοκλήρου από τους φορείς που απαρτίζουν την ερευνητική ομάδα και δεν έχει υπολογιστεί ακόμη. «Επικεντρωθήκαμε στην ταχύτητα παραγωγής, συναρμολόγησης και παράδοσης των προϊόντων», εξηγεί ο κύριος Φρυτζαλάς.

Φωτό: Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας-TED3D

Σε ερώτηση σχετικά με το αν η παραγωγή των προστατευτικών μασκών και άλλου ιατρικού υλικού -μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης- μπορεί να γίνει από οποιονδήποτε διαθέτει την απαιτούμενη τεχνολογία ή αν πρέπει να γίνεται αποκλειστικά από ειδικούς, ο Διευθύνων Σύμβουλος της TED3D απαντά: «Οι 3d printers ή η τεχνολογία CNC (Computer Numerical Control)  είναι τα εργαλεία. Εάν κάποιος δεν ξέρει να τα χρησιμοποιεί σωστά, δεν φτάνει στα επιθυμητά αποτελέσματα. Ωστόσο, πολλές φορές υπάρχουν και επιτυχημένες εφαρμογές που προέρχονται από οικιακούς χρήστες».

Πανεπιστήμιο Πατρών

Ειδικές προσωπίδες για την προστασία γιατρών και νοσηλευτών κατασκευάζονται και στην Πάτρα.

«Το ιατρικό υλικό παράγεται από τη συνεργασία δύο ερευνητικών εργαστηρίων: του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών και του ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ με τη συμβολή της εταιρείας ADRINE, που έχει την έδρα της στο Επιστημονικό Πάρκο Πατρών», αναφέρει ο Κωνσταντίνος Γαλιώτης, καθηγητής του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών.

Και προσθέτει: «Μέχρι σήμερα έχουμε προσφέρει περίπου 18 προσωπίδες στο Τμήμα Λοιμώξεων του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Ρίου –το οποίο διευθύνει ο καθηγητής Μάρκος Μαραγκός, ο οποίος είχε και την πρωτοβουλία αυτής της προσπάθειας- και τέσσερις επιπλέον προσωπίδες στο Καραμανδάνειο Νοσοκομείο Παίδων Πατρών. Συνεχίζουμε την προσπάθειά μας και ελπίζουμε η ανάγκη για προσωπίδες να εκλείψει πολύ γρήγορα, όχι μόνο στη χώρα μας, αλλά και σε ολόκληρο τον πλανήτη».

Φωτό: Πανεπιστήμιο Πατρών

Περιγράφοντας συνοπτικά ένα μέρος από τη διαδικασία παραγωγής ιατρικού υλικού με την τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης (3D printing), ο κύριος Γαλιώτης εξηγεί: «Είναι μια μέθοδος προσθετικής κατασκευής, όπου τα τελικά αντικείμενα δημιουργούνται μέσα από μία διαδικασία διαδοχικής πρόσθεσης επάλληλων στρώσεων. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται είναι συνήθως κεραμικά, πολυμερή (πλαστικά) ακόμα και μέταλλα. Στην παρούσα εφαρμογή χρησιμοποιούμε θερμοπλαστικό πολυμερές (πολύ-γαλακτικό οξύ – PLA). Η διαδικασία κατασκευής ξεκινά από τη μελέτη των αναγκών και τον τρισδιάστατο σχεδιασμό του προϊόντος στον υπολογιστή, σε κατάλληλο πρόγραμμα CAD (Computer-aided design), προσπαθώντας να ικανοποιήσουμε όσο αυτό είναι δυνατόν την απαιτούμενη λειτουργικότητα και τη βέλτιστη σχέση απόδοσης-κατανάλωσης, υλικού-χρόνου εκτύπωσης.

»Η εταιρεία ADRINE, που πραγματοποίησε τον σχεδιασμό, βασίστηκε σε ιδέα από ήδη υπάρχον τρισδιάστατο σχέδιο, το οποίο βελτιώθηκε σε πολλά σημεία, και σήμερα έχουμε φτάσει να εκτυπώνουμε και να προσφέρουμε την τρίτη “έκδοση” της προσωπίδας».

Όμως, πόσο κοστοβόρα είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση των προστατευτικών προσωπίδων όταν η παραγωγή των συγκεκριμένων ιατρικών υλικών δεν είναι μαζική; Πώς καλύπτονται τα απαιτούμενα έξοδα;

Φωτό: Πανεπιστήμιο Πατρών

Σύμφωνα με την απάντηση των ειδικών, η τιμή των υλικών για κάθε μάσκα δεν ξεπερνά τα 3 ευρώ. Εφόσον συνυπολογιστεί το κόστος της φθοράς των μηχανημάτων και τα απαραίτητα αναλώσιμα για τη συντήρησή τους, το ρεαλιστικό κόστος ανά προσωπίδα αγγίζει τα 5 ευρώ. Για τη συνολική παραγωγή έχουν χρησιμοποιηθεί, μέχρι στιγμής, τρεις 3D printers. Τα έξοδα για την κατασκευή των προσωπίδων έχουν καλυφθεί από κονδύλια των Εργαστηρίων Νανοτεχνολογίας και Προηγμένων Υλικών του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών και του Εργαστηρίου Νανοδομημένων και Συνθέτων Υλικών του ΙΤΕ/ ΙΕΧΜΗ (Ινστιτούτο Επιστημών Χημικής Μηχανικής), τα οποία διευθύνει ο καθηγητής Κωνσταντίνος Γαλιώτης.

Σε αυτή την προσπάθεια δεν υπολογίζονται οι εργατοώρες που απαιτούνται για τον σχεδιασμό, συντήρηση, παρακολούθηση και καθαρισμό των προσωπίδων, καθώς η προσπάθεια αυτή είναι εθελοντική. Στο έργο ενεπλάκησαν επίσης οι δρ. Παναγιώτης Παππάς και Γεώργιος Αναγνωστόπουλος  (Μεταδιδακτορικοί Ερευνητές ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ και ιδρυτές της ADRINE στο Επιστημονικό Πάρκο Πατρών) και οι υποψήφιοι διδάκτορες του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών Νικόλαος Κουτρουμάνης, Χρήστος Παύλου και Γεώργιος Πατεράκης.

Φωτό: Πανεπιστήμιο Πατρών

Προκειμένου να επιτευχθεί ο στόχος της παραγωγής τουλάχιστον 30 προσωπίδων εντός των επόμενων δύο εβδομάδων, η Σύγκλητος του Πανεπιστημίου Πατρών, με εισήγηση της Πρυτάνεως Καθηγήτριας Β. Κυριαζοπούλου, ενέκρινε κονδύλια για την αγορά δύο επιπλέον τρισδιάστατων εκτυπωτών αυξημένων δυνατοτήτων, όπως επίσης και των απαιτουμένων αναλωσίμων.

Η ομάδα, με τον συνδυασμένο εξοπλισμό που διαθέτει αυτή τη στιγμή, έχει τη δυνατότητα να παράγει από πέντε έως έξι προστατευτικές προσωπίδες καθημερινά.

Ελληνικό Μεσογειακό Πανεπιστήμιο

Αρωγός στην προσπάθεια ενίσχυσης των ελληνικών νοσοκομείων είναι και το Ελληνικό Μεσογειακό Πανεπιστήμιο.

Η ομάδα εργασίας επιστημόνων-ερευνητών του Εργαστηρίου Μηχανολογίας Ακριβείας, Αντίστροφης Μηχανικής και Εμβιομηχανικής της Σχολής Μηχανικών του ΕΛΜΕΠΑ έχει ήδη παραδώσει τις πρώτες 20 τρισδιάστατα εκτυπωμένες προστατευτικές μάσκες προσώπου (full face shield) στο ιατρικό-νοσηλευτικό προσωπικό των Μονάδων Εντατικής Θεραπείας του Βενιζελείου Νοσοκομείου Ηρακλείου και του Πανεπιστημιακού Γενικού Νοσοκομείου Ηρακλείου, έπειτα από συνεννόηση με τον καθηγητή Δ. Γεωργόπουλο, Διευθυντή της ΜΕΘ του ΠΑΓΝΗ, και την ιατρό της ΜΕΘ του Βενιζελείου νοσοκομείου Ηρακλείου, Η. Χαραλάμπους.

Φωτό: Ελληνικό Μεσογειακό Πανεπιστήμιο

«Η διαδικασία κατασκευής (των τρισδιάστατα εκτυπωμένων μασκών ή των βαλβίδων αναπνευστήρων) είναι αντίστοιχη με την εκτύπωση κειμένου σε έναν απλό εκτυπωτή. Αντί μελανιού, η μηχανή ψεκάζει λιωμένο πλαστικό υλικό το οποίο στερεοποιείται. Στη συνέχεια, το τραπέζι της μηχανής μετακινείται προς τα κάτω και το επόμενο στρώμα πλαστικού εναποτίθεται πάνω από το προηγούμενο και κολλάει με αυτό όταν στερεοποιηθεί. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι να ολοκληρωθεί όλη η κατασκευή», εξηγεί ο επίκουρος καθηγητής του ΕΛΜΕΠΑ δρ. Μάρκος Πετούσης.

Σύμφωνα με τον ίδιο, μέσα στην επόμενη βδομάδα αναμένεται να διατεθούν περίπου 250 μάσκες στα νοσοκομεία της Κρήτης μέσω της Περιφέρειας και της Διοίκησης Υγειονομικής Περιφέρειας (ΔΥΠΕ) Κρήτης, οι οποίες θα αναλάβουν τη διανομή του υλικού στα νοσοκομεία του νησιού.

Όπως αναφέρει ο καθηγητής, «η δυναμικότητα κατασκευής των προστατευτικών μασκών προσώπου (full face shield) από το Εργαστήριο είναι περίπου 250 μάσκες την εβδομάδα, δηλαδή 35 μάσκες ημερησίως. Το κόστος για την παραγωγή του ιατρικού υλικού είναι κατά προσέγγιση 5 ευρώ ανά μάσκα. Το ποσό αυτό καλύπτεται, προς το παρόν, από χορηγία του Ελληνικού Μεσογειακού Πανεπιστημίου».

Φωτό: Ελληνικό Μεσογειακό Πανεπιστήμιο

Την ομάδα εργασίας αποτελούν οι δρ. Νεκτάριος Βιδάκης, Καθηγητής/Διευθυντής Εργαστηρίου, δρ. Μάρκος Πετούσης, επίκουρος καθηγητής, Μανόλης Βελιδάκης, υποψήφιος διδάκτορας, Μάνος Πορφυράκης, μεταπτυχιακός φοιτητής. Όλοι προέρχονται από το Εργαστήριο Μηχανολογίας Ακριβείας, Αντίστροφης Μηχανικής και Εμβιομηχανικής της Σχολής Μηχανικών, τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών του Ελληνικού Μεσογειακού Πανεπιστημίου. Τη διαδικασία παρακολούθησαν συμβουλευτικά οι ιατροί Γιώργος Στεφανουδάκης και Μιχάλης Κοντοπόδης, συνεργάτες του Εργαστηρίου σε θέματα εμβιομηχανικής και βιοϊατρικής.

Σχετική είδηση«Ο πόλεμος κατά του ιού γίνεται σε νανοκλίμακα»-Πώς φτιάχνονται οι μάσκες από εκτυπωτή 3D (video)


Επιμέλεια κειμένου: Μπέττυ Σαβούρδου
Φωτογραφίες: TED3D / Πανεπιστήμιο Πατρών / Ελληνικό Μεσογειακό Πανεπιστήμιο

www.ert.gr