3D-trykte vatpinde for at hjælpe med at udfylde hullet i COVID-19 testsæt

Innovation ved University of Louisville, der involverer flere afdelinger på universitetet, har ført til en lovende løsning på manglen på vatpinde i COVID-19 testsæt. Som svar på en anmodning fra Commonwealth of Kentucky, UofL's Additive Manufacturing Institute of Science &Technology (AMIST), sammen med fakulteter og studerende på tandlægeskolerne, Engineering and Medicine har skabt en 3-D trykt vatpind lavet af et bøjeligt harpiksmateriale.

"Denne indsats tilføjer listen over vores reaktioner under pandemien, inklusive 3D-trykte ansigtsskærme, åndedrætsværn og respiratorer fremstilles gennem ekspertise fra vores institut. Vi håber, at vores arbejde vil give de nødvendige værktøjer til Kentucky, samt vores lokale sundhedsfaciliteter, "sagde Ed Tackett, direktør for medarbejderudvikling hos AMIST, som er en del af J.B. Speed ​​School of Engineering.

Tandlægeskolen driver et 3-D printlaboratorium, der bruges til protodontisk fremstilling af tandimplantater, kroner og endda kæbeknogler.

Gerald "Jerry" T. Grant, DMD, FRK, er midlertidig assistentdekan for avancerede teknologier og innovation på Tandlægeskolen, og associeret direktør hos AMIST. Han samarbejdede med forretningspartnere Envisiontech om en harpiks for at opfylde materialekravene til vatpinden, og NewPro3D for at hjælpe med at udvikle en hurtigere udskrivningstid. Grants mål er at udskrive 385 vatpinde på mindre end en time, og derefter at stille fremstillingsprocesserne til rådighed for virksomheder i staten for storstilet produktion.

Grant bringer et væld af viden fra sin militære erfaring, hvor han udviklede 3-D Medical Applications Center ved Walter Reed National Medical Center, Bethesda, yde støtte til medicinske og tandlægekommandoer i digitalt design og 3-D-udskrivning i patientrekonstruktion og udstyr.

Han sammenligner det presserende behov for emner som ansigtsskærme og vatpinde med de problemer, han stod over for i militæret.

"Antallet af skader kunne ikke løses med de konventionelle fremstillingsmetoder, og vi var nødt til at udvikle en digital løsning til design, og til sidst en direkte udskrivningsløsning at fremstille.

"3D-udskrivning kan give en unik mulighed for at imødekomme presserende behov-det er grunden til, at jeg kom til UofL for at arbejde med teams af ingeniører, læger, tandlæger, kunstnere og andre til at tage fat på situationer meget som vi har nu, "Sagde Grant.

Grant sagde, at studerende og protodontiske beboere har været betydelige bidragydere til projektets succes.

Justin Gillham, J.B. Speed ​​School of Engineering bachelor maskiningeniørstuderende og medlem af AMIST co-op, arbejdet tæt sammen med Tackett og Grant om designet.

"Når jeg havde et design færdigt, Jeg sendte den til Ed Tackett og Dr. Grant for at udskrive. Med deres feedback, Jeg kunne ændre mit design inden for få minutter og have en ny vatpind klar til at blive testet. På bare et par dage, vi gennemgik mange designs, som vi derefter kunne teste og ændre næsten med det samme, "Sagde Gillham.

George Pantalos, Ph.d., professor, Kardiovaskulær og thoraxkirurgisk afdeling, og professor, Institut for Biomedicinsk Teknik, steriliseret og testet podepinde på UofL Cardiovascular Innovation Institute, sikre, at de kunne absorbere nok opløsningsmateriale til at være levedygtigt.

Bioingeniørstuderende Sienna Shacklette og Clara Jones arbejder under ledelse af Pantalos med at samle COVID-19 testsæt. I sidste uge udarbejdede de mere end 700 kits, der inkluderede poser med biofarlige prøver, etiketter, prøve hætteglas fyldt med virale transportmedier, og kommercielt tilgængelige vatpinde, der er mangelvare. Sættene blev straks sendt i hele Kentucky for at teste personer for COVID-19.

Shacklette og Jones har også udarbejdet testsæt med 3-D trykte vatpinde, der vil blive brugt i et klinisk valideringstest, der skal udføres i samarbejde med Forest Arnold, GØR, MSc, lektor, Afdeling for infektionssygdomme, og UofL Health — UofL Hospital epidemiolog.

"Selvom vi er begrænset af antallet af tilgængelige vatpinde, vi er ikke begrænset af vores elevers entusiastiske indsats, "Sagde Pantalos.

Grant sagde, at han er overrasket over lydhørheden hos alle involverede i projektet.

”Vi har kunnet flytte et projekt på lidt over en uge til mulige patientforsøg, noget, der normalt ville have været en meget længere proces. Udviklingen af ​​denne podepind vil gavne befolkningen i Kentucky, da adgangen til kommercielle vatpinde stadig er utilstrækkelig, og en løsning for at muliggøre mere rettidig test bliver afgørende, " han sagde.

Kliniske forsøg med de 3D-trykte vatpinde forventes at begynde i slutningen af ​​denne uge. Med gunstige resultater, det forventes, at de vil være klar til brug bredt allerede i begyndelsen af ​​maj.