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La impresión 3D en tiempos de Coronavirus

¡Hola Machine Bros!
El día de hoy les traemos este análisis de la impresión 3D en tiempos de Coronavirus.

Como bien sabemos son tiempos difíciles. El año 2020 ha sido un año difícil, la humanidad lucha contra un virus que se volvió pandemia que le ha costado la vida a miles de personas.

Ha sido un año lleno de retos para la ciencia, la medicina y para todos nosotros como sociedad.

Como en toda gran dificultad, donde la salud de millones de personas se ha visto comprometida, siempre ha sido el personal de la salud (médicos, enfermeras, entre otros) que les ha tocado estar al frente de estas batallas.

Por esto, en primer lugar, en nombre de The Machine Bros nos gustaría darles nuestro más sincero agradecimiento a todos esos héroes que están en la primera línea de batalla contra este virus, a los doctores y enfermeros que arriesgan su vida para salvar a la de otros, mil gracias a ustedes!

También aprovechamos para darles nuestro más sincero agradecimiento, respeto y admiración a toda la comunidad científica que día a día están trabajando en buscar la mejor manera de brindar soluciones a esta situación.

La comunidad Makers, amantes de la tecnología, hemos querido aportar nuestro grano de arena en esta lucha, y como amantes de la tecnología hemos querido apostar y recurrir a ella para brindar nuestro apoyo. Es por ello que los Makers han intentado ayudar haciendo uso de la impresión 3D.

Más unidos que nunca, dentro de la comunidad Maker, se ha discutido en posibles soluciones o aportes que podríamos hacer haciendo uso de nuestras maquinas, y específicamente de esto hablaremos hoy.

Queremos hacer mención de los aportes, ideas, y demás iniciativas que han surgido para ayudar en esta lucha contra el Covid-19 haciendo uso de la impresión 3D.

Pero antes de poder buscar soluciones, es sumamente necesario conocer a fondo el problema, para así analizar cuál es la mejor forma de atacarlo.

La impresión 3D en tiempos de Coronavirus
Corona Virus

¿Qué aspectos del Covid-19 necesitamos conocer para enfrentarlo con la impresión 3D?

A estas alturas casi todos sabemos que es el Covid-19, sabemos que es un coronavirus y que es causado por un virus llamado SARS-CoV-2.

Los coronavirus tienen tiempo existiendo y ya ha habido otros dos brotes en el pasado.

El primer brote causado por SARS-CoV se dio a conocer aproximadamente a mediados del 2002 y el segundo brote fue a mediados del 2012, causado por el MERS-CoV.

La principal diferencia de los otros coronavirus a éste (el Covid-19) ha sido lo fácil que es contagiarse con él y su rápida propagación, es esta una de las razones principales por la cual el Covid-19 se convirtió en una pandemia.

Para poder hacerle frente a este virus utilizando la tecnología de impresión 3D, es necesario tener en cuenta los siguientes aspectos del Covid-19:

  1. Un virus no deja de ser una partícula, cada virión de SARS-CoV-2 tiene un diámetro aproximado de entre 50 y 200 nanómetros, lo que equivale a 0.05 y 0.2 micras respectivamente.

    Para que tengas una mejor idea de lo pequeño que es, las máscaras N95 filtran con eficacia partículas de hasta 0.3 micras. Es importante tener esto en cuenta, porque recuerda que por lo general la impresión 3D por FDM es porosa.
  2. El Covid-19 se propaga entre las personas por contacto indirecto (a través de objetos o superficies contaminadas), o por contacto directo con personas infectadas a través de sus secreciones de la boca y la nariz.

    Estas incluyen saliva, secreciones respiratorias o pequeñas gotas de secreción que se liberan de la boca o la nariz cuando una persona infectada tose, estornuda, habla o canta, por nombrar algunos ejemplos.

    Las personas que están en contacto cercano con una persona infectada pueden contagiarse de Covid-19 cuando esas pequeñas gotas infecciosas entran en su boca, nariz u ojos.
  3. En algunos artículos se habla de que el SARS-CoV-2 puede durar entre 3 y 4 días en algunos plásticos, y aun así seguir estando activo y siendo contagioso.

    Estos tiempos varían en función a la temperatura y la humedad del ambiente.

    Este dato es muy importante, porque hablamos de impresoras 3D que imprimen en plástico. Aunque es obvio que hay otras tecnologías, ésta es la más accesible y común que poseen los usuarios de impresoras 3D por FDM.
  4. Los métodos más utilizados para desinfectar superficies involucran el uso de calor, químicos (por ejemplo, cloro, alcohol, acetona, entre otros), luz ultravioleta, ozono, entre otros.

    Es importante tener en cuenta esto, porque si los objetos que imprimimos en 3D se exponen al virus tendremos que desinfectarlos en algún momento, habría que considerar si el método de desinfección atacaría o afectaría al plástico utilizado para imprimir en 3D.
  5. El Covid-19 se transmite por el aire de 2 formas, la primera es por las Gotas de Flügge, las cuales son más grandes y pesadas, por lo cual no suelen permanecer en suspensión en el aire por mucho tiempo, es por ello que no suelen dispersarse más allá de 2 metros, por esto se aconseja mantener esa distancia para disminuir la probabilidad de contagiarse.

    En este tipo de gotas suelen haber bastante partículas de virus, es debido a esto que se consideran a las Gotas de Flügge la principal vía de contagio, bien sea que contagien de manera directa o indirecta.

    Las Gotas de Flügge se expulsan de forma inadvertida por la boca y nariz al realizar acciones como toser, estornudar o incluso hablar en voz baja o espirar.

    Ahora bien, hay gotas aún más pequeñas, las cuales tienen un diámetro menor 5 micras, las cuales son dispersadas como aerosoles y sí se mantienen mucho más tiempo en suspensión en el aire.

    Ésta segunda forma en la que el virus sale del cuerpo humano y entra en contacto con el aire es aún objeto de estudios. Todavía se está analizando si estas gotas poseen suficiente cantidad de partículas víricas como para infectar a otro individuo y aun no se sabe con exactitud cuantas partículas tienen que entrar en el cuerpo de alguien antes de que se enferme.

Lo que sí es una certeza, es que mientras mayor cantidad de viriones ingresen a tu organismo, mayor será la probabilidad de contagiarte.

Debido a estas gotas más pequeñas que se comportan como aerosoles es que se aconseja a prestar una atención adicional a los patrones de circulación del aire en interiores, algunos estudios instan a asegurar la renovación del aire.

¿Pero por qué es importante saber esto?

Porque de esta manera, conociendo como se propaga el virus, podemos analizar cuál es la mejor manera de hacerle frente al Covid-19 haciendo uso de la impresión 3D.

Ejemplos de objetos impresos en 3D para la lucha contra el Covid-19

Máscaras

Nota importante: Los siguientes modelos de mascarillas son solo prototipos, que no están probados en ningún laboratorio ni avalado por ninguna agencia ni ente, por lo tanto, no puede utilizarse pensando en que es un método efectivo para protegerse del virus, son solo prototipos.

El riesgo de este tipo de mascarillas es que pueden crear en el usuario una falsa sensación de seguridad, cuando en realidad no la hay.

COVID-19 MASK v2

Mascarilla impresa 3D Covid-19
Máscara imprimible en 3D

Es un prototipo de mascarilla para ayudar a prevenir el contagio del virus.

Consiste en una pieza fabricada en una impresora 3D, a la cual se le agrega un filtro en el centro.

CovidMask19

Máscara imprimible en 3D
Máscara imprimible en 3D

Prototipo con la opción de instalar dos filtros.

N95 MASKS AGAINST CORONAVIRUS COVID19

Máscara imprimible en 3D
Máscara imprimible en 3D

Prototipo similar al anterior.

Máscara para respiradores de hospitales

Emergency mask for hospital ventilators

Máscara de emergencia para respiradores de hospitales
Máscara de emergencia para respiradores de hospitales

Es un prototipo o proyecto que busca crear mascarillas para respiradores hospitalarios.

Está aún en pruebas, citamos textualmente lo explicado por los inventores “Ni la máscara ni la conexión de la válvula tienen la certificación necesaria y su uso está supeditado a una situación de necesidad urgente. Su uso está supeditado a la aceptación por parte del paciente, mediante una declaración firmada, del uso de un dispositivo biomédico no certificado.

Sujetadores de mascarillas o tapabocas impresos en 3D

La intención de estos diseños es facilitar la sujeción de las máscaras al rostro para que no lastimen las orejas.

Lo que deberías tomar en cuenta es que éste invento pudiese llegar a tensar un poco más las cuerdas (ligas o elásticas), por lo tanto, es posible que la máscara te pudiese quedar un poco más apretada.

Surgical Mask Strap Remix

Sujetador de mascarilla impreso en 3D
Sujetador de mascarilla impreso en 3D

Surgical mask comfort strap

Sujetador de mascarilla impreso en 3D
Sujetador de mascarilla impreso en 3D

MASK STRAP

Sujetador de mascarilla impreso en 3D
Sujetador de mascarilla impreso en 3D

Mask Clip

Clip para colgar mascarillas
Clip para colgar mascarillas

Es un clip que ayuda a llevar las máscaras en la camisa o pantalón.

Para cuando no sea necesario llevar la máscara puesta, tener un lugar donde ponerla de manera momentánea.

Protectores faciales

El objetivo de los protectores faciales es que las Gotas de Flügge, principal vía de transmisión del virus determinada hasta los momentos, no entren en contacto con nuestros ojos, boca ni nariz.

Nota: Solo se imprime el cintillo, la lámina transparente debemos conseguirla aparte.

Easy 3D printed Face Shield

Protector facial Impreso en 3D
Protector facial

Protective Visor by 3DVerkstan

Protector Facial Impreso en 3D
Protector Facial

COVID 19 CORONAVIRUS CAP PROTECTION

Protector facial en gorra impreso en 3D
Protector facial en gorra

Este es un prototipo de protector facial interesante porque plantea la posibilidad de utilizar una gorra como soporte principal.

Se imprime en 3D unos sujetadores pequeños, y se anexa la lámina transparente que sirve de barrera.

Abre puertas impreso en 3D

¡Estos diseños son una propuesta interesante!

La intención es que puedas abrir puertas y tocar cosas (por ejemplo, timbres, botones del ascensor, entre otros) sin la necesidad de tocarlos directamente con tu mano.

Recuerda que, si tu impresión 3D está expuesta al virus, deberás desinfectarla utilizando alguno de los métodos recomendados por el personal médico y científico.

Debes de tener en cuenta que el método a utilizar pudiese atacar o afectar el plástico utilizado.

Hay estudios que afirman que el virus puede permanecer activo hasta 4 días en determinados plásticos a determinadas condiciones ambientales.

Corona covid door opener

Abre puertas impreso en 3D
Abre puertas impreso en 3D

No Touch Door Opener (strong)

Abre puertas impreso en 3D
Abre puertas impreso en 3D

DOOR OPENER – FIGHT CORONAVIRUS (COVID-19)

Abre puertas impreso en 3D
Abre puertas impreso en 3D

Modelos relacionados con ventiladores de hospitales

Respirator-free reanimation Venturi’s valve

Válvulas venturi impresas en 3D
Válvulas venturi impresas en 3D

Son unas válvulas Venturi diseñadas por ingeniería inversa por el CEO de la compañia Isinnova Christian Fracassi para ser impresas en 3D, las cuales son utilizadas en ciertos respiradores artificiales.

Un hospital en Brescia tenía esta necesidad, necesidad a la cual Christian Fracassi dio respuesta.

Puedes ver aquí la historia original
Aquí puedes ver otro artículo que habla de este tema
Aquí puedes acceder a los archivos STL y CAD

Ventilator expansion device

Dispositivo de expansión para ventiladores de hospital impreso en 3D
Dispositivo de expansión para ventiladores de hospital

Estos dispositivos fueron diseñados con la intención de que con un solo respirador artificial se puedan beneficiar más de un solo paciente.

Hay varias empresas trabajando en esto, una de ellas es prismahealth.

Para poder imprimir en 3D estos modelos y ser utilizado en pacientes, es necesario la respectiva aprobación de los respectivos entes (la FDA por ejemplo).

Respecto al uso de estos dispositivos hay opiniones que difieren entre sí, por ejemplo, varias asociaciones desaconsejan el uso compartido de respiradores.

Estas agrupaciones manifiestan lo siguiente «es mejor colocar el respirador en un paciente que tiene más probabilidades de beneficiarse de él, que no lograr prevenir, o incluso causar la muerte de varios pacientes«.

3D printed ventilator

Ventilador de hospital impreso en 3D
Ventilador de hospital impreso en 3D

Hay muchos proyectos que buscan diseñar respiradores artificiales.

Existen diversos inventores que para la fabricación de estos dispositivos utilizan las impresoras 3D para realizar determinadas piezas.

Para la utilización de estos respiradores en pacientes es necesario cumplir con determinadas normativas y regulaciones.

Hay bastantes proyectos, financiamientos e incentivos que están apostando por este tipo de respiradores “low cost”.

Lo que debes de tener en cuenta es que necesitaras contar con otros conocimientos aparte de la impresión 3D para poder incursionar en este tipo de inventos.

El artículo original habla de unos españoles que utilizaron la impresión 3D para construir un respirador artificial, si quieres acceder al artículo original solo debes hacer clic aquí.

Te dejamos también una versión escrita en ingles de otro artículo que habla de estos españoles, para acceder a él haz clic aquí.

Otros modelos

Test Swabs

Test Swabs impresos en 3D
Test Swabs

Son los hisopos nasales para realizar las pruebas de Covid-19.

Formlabs es una de las empresas que están a la vanguardia en este tema.

Obviamente para hacer estas piezas es necesario contar con la aprobación de los entes respectivos (la FDA por ejemplo).

Esto debido a que los hisopos son introducidos por la vía nasal a los pacientes que serán sometidos a la prueba para determinar si están enfermos de Covid-19 o no.

Estos hisopos son impresos en 3D por SLA con resinas biocompatibles, puedes hacer clic aquí para conocer más del tema.

Corona Virus (2019-nCoV, COVID-2019)

Modelo impreso en 3D del Corona Virus
Modelo impreso en 3D del Corona Virus

Es una réplica del virus SARS-CoV-2 imprimible en 3D, es interesante este modelo porque pudiese ser utilizado con fines educativos, médicos, científicos e informativos.

Limitaciones de la impresión 3D en la lucha contra el coronavirus

  1. La impresión 3D por FDM por lo general es muy porosa y el virus es muy pequeño. Por lo tanto, es difícil que una pieza impresa en 3D (sin uso de filtros externos) filtre el virus.

  2. El virus permanece activo a veces hasta 4 días en plásticos. Como posible solución a esto, actualmente venden un filamento antibacterial.

    Para saber más de este filamento solo debes hacer clic aquí.

    Es necesario que sepas que a pesar de ser un filamento “antibacterial”, no implica que podemos afirmar que el virus SARS-CoV-2 se inactive con él, tampoco podemos decir con certeza cuanto tiempo dura activo el virus en este tipo de filamentos.

    Es por esto que, solo se aconseja su uso para prototipos hasta no someterlo a estudios en laboratorios certificados.

    No podemos usar este tipo de prototipos como si fuesen “seguros”, nos podrían dar una falsa sensación de seguridad, la cual terminaría siendo perjudicial si el invento en cuestión no ha sido sometido a las pruebas que determinen su eficacia.

  3. Algunos de los métodos de desinfección utilizados para desactivar el SARS-CoV-2 pueden atacar o afectar algunos de los plásticos que utilizamos para imprimir en 3D.

    Uno de los plásticos más resistente a diversos químicos comúnmente utilizado en la impresión 3D es el PETG.

    Para conocer mejor las propiedades y características de determinados filamentos te aconsejamos que le des un vistazo a nuestro articulo Guía para seleccionar filamentos de impresión 3D.

El objeto más conveniente para imprimir en 3D

Analizando, podríamos decir que uno de los objetos que más conviene imprimir en 3D son los protectores faciales, esto debido a las siguientes razones:

  1. Prácticamente todos los usuarios de impresoras 3D pueden imprimir estos protectores.

  2. No se requieren tantas normativas y regulaciones para imprimirlos, ya que no se introducen en ningún paciente ni usuario, además que su trabajo tampoco es filtrar el virus.

  3. La principal vía de contagio determinada hasta los momentos son las Gotas de Flügge, con el uso de estas caretas se reduce bastante la probabilidad de contagiarse por esta vía.

  4. Cualquier usuario puede hacer uso de estos protectores, tanto médicos, enfermos, civiles, entre otros.

  5. Hay diseños muy fáciles, económicos y rápidos de imprimir.

  6. No se requiere el uso de filamentos especiales para imprimir en 3D estos protectores.

La principal desventaja de imprimir en 3D estos protectores es que es necesario utilizar laminas transparentes, las cuales no pueden ser impresas en 3D, estas hay que comprarlas.

Hay varios diseños de estos escudos faciales para imprimir en 3D, por ejemplo está el modelo de prusa, los modelos de HP, el modelo de carbon3d, entre muchos otros que podemos encontrar en Thingiverse, MyMiniFactory y Cults3d, esto solo por nombrar algunas web que sirven de repositorio de archivos para imprimir en 3D.

Lo mejor es siempre preguntar en los hospitales y a doctores de tu localidad si existe una necesidad en específico que puedas ayudar a cubrir con el uso de la impresión 3D, también puedes averiguar si hay comunidades de makers en tu localidad trabajando en conjunto por algún bien en común, que ya estén coordinados y solo debas sumarte a ellos y su iniciativa.

Con respecto a los protectores faciales puedes elegir cualquiera de los modelos existentes y que estén probados ya.

Hay un modelo que se utilizó en Europa bastante interesante, porque no hacía falta el uso de ligas, correas, tirantes, elásticas, entre otros.

A su vez, es un diseño fácil y rápido de imprimir, que fue implementado y autorizado su uso en algunos hospitales en Europa, este diseño es de 3dverkstan.

Aquí en The machine bros queremos mostrarte como imprimimos nosotros este modelo.

Recuerda de activar los subtítulos (Botón CC) en el siguiente vídeo:

Algunas noticias donde la impresión 3D ha apoyado en esta lucha contra el Covid-19

Noticias en Español

Grupo “Ecuador Makers contra el COVID-19 UTPL” produce insumos médicos para enfrentar el coronavirus

Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19
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Coronavirus: Fabrican respiradores con impresión 3D

Respirador fabricado en una impresora 3D
Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19

Los 15.000 ‘makers’ que fabrican viseras con impresoras 3D para sanitarios y policías

Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19
Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19

Combatamos juntos el Covid-19 en Venezuela

Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19
Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19

Noticias en Inglés

Respirators From 3D Printers: How The Spanish Maker Community Fights Covid-19 From Their Living Rooms

Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19
Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19

3D PRINTERS ARE ON THE FRONT LINES OF THE COVID-19 PANDEMIC

Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19
Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19

Mask-makers have helped thousands

Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19
Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19

‘This Is Truly a Last Resort.’ Makers Are 3D Printing Ventilator Parts and Sewing Masks Amid a Critical Shortage in Medical Supplies

Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19
Noticias sobre la impresión 3D y el Covid-19

Conclusiones sobre el Covid-19 y la impresión 3D

Podemos decir con certeza que sí, que con la impresión 3D podemos ayudar en esta lucha contra el Covid-19.

Ahora que la humanidad está pasando por esta adversidad, es que debemos dar lo mejor de nosotros mismos como sociedad, bien sea que simplemente nos quedemos en casa, que utilicemos las máscaras, o aportemos algo desde nuestra profesión o conocimientos.

Sabemos por experiencia propia que la mayoría de los makers les gusta colaborar, y como makers, sabemos que apostamos por la tecnología para dar soluciones a problemas, pero debemos ser muy conscientes de las limitantes y responsabilidades inherentes en el hecho de desarrollar prototipos para la rama de la salud.

Con esto hay vidas en juego, no podemos ofrecer una “supuesta protección” que en realidad no hayamos podido comprobar científicamente que verdaderamente funciona, no podemos crear productos que den una falsa sensación de seguridad al usuario. 

Para la medicina y la salud hay reglamentos y normativas que establecen los entes respectivos en cada gobierno, en cada país, normativas y reglas que buscan cumplir con los requisitos de seguridad suficiente para que los dispositivos que se desarrollan no sean perjudiciales para los usuarios o pacientes.

¿A que queremos incentivarles? A que sigan intentando ayudar, aportar, pero no dejen de lado nunca la seguridad, investiguen, pregunten en sus comunidades que necesitan y en que pueden aportar con sus impresoras 3D si es esto lo que desean hacer.

No ofrezcan prototipos no probados en laboratorios a usuarios comunes, estos prototipos solo deberían ofrecerlos a personas o empresas que tengas las herramientas y las autorizaciones correspondientes para poner a prueba tus prototipos en laboratorios.

Recuerda que, si ofreces por ejemplo una mascarilla impresa en 3D, con la cual luego el usuario se infecta con el virus, y se demuestra que el contagio de ese individuo fue tu responsabilidad, si se determina que tus mascarillas impresas no cumplían las normas, ni pasaron por las pruebas respectivas, esto implica que posiblemente tendrás problemas legales.

Si el usuario fallece por el Covid-19, las posibles consecuencias podrían involucrar hasta medidas privativas de libertad en tu contra, estamos hablando de que podrías ir a prisión.

Esto no solo aplica para las mascarillas, sino para todo aquel prototipo que pretenda brindar soluciones contra el Covid-19 y termine siendo perjudicial para los pacientes o usuarios.

Insistimos, la idea no es cohibirte ni desanimarte a colaborar, buscamos es que puedas aportar sin que tu propia integridad o la de los demás se vea comprometida.

Fuerza, juntos como sociedad saldremos de esta! volveremos a nuestras vidas normales.

Lo importante es aprender de este momento, entender en que podemos mejorar como individuos y como sociedad para prevenir o disminuir los efectos de otros posibles virus con potencial a volverse pandemia.

Lo importante está en recordar después que pase esto lo valiosa que son ciertas profesiones, valorar su trabajo, incentivarlos.

Es importante recordar lo frágil que somos, y lo fundamental que es la ciencia para nuestra existencia.

Recordemos a los fallecidos, sus historias, quienes eran, que no solo sean un número más en las estadísticas, conmemorar también a los héroes que fallecieron luchando contra este virus, héroes que pusieron sus vidas a la disposición de la humanidad para salvar la vida de otros.

Saludos.

¡Hasta pronto Machine Bros!

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