L'innovazione all'Università di Louisville che coinvolge più dipartimenti dell'università ha portato a una soluzione promettente per la carenza di tamponi nei kit di test COVID-19. In risposta a una richiesta del Commonwealth del Kentucky, Istituto di scienza e tecnologia della produzione additiva di UofL (AMIST), insieme a docenti e studenti delle Scuole di Odontoiatria, Ingegneria e Medicina hanno creato un tampone stampato in 3D realizzato con un materiale in resina flessibile.

"Questo sforzo si aggiunge alla lista della nostra risposta durante la pandemia, inclusi schermi facciali stampati in 3D, respiratori e ventilatori realizzati grazie all'esperienza del nostro istituto. Speriamo che il nostro lavoro fornisca gli strumenti necessari per il Kentucky, così come le nostre strutture sanitarie locali, " ha detto Ed Tackett, direttore dello sviluppo della forza lavoro presso AMIST, che fa parte della J.B. Speed ​​School of Engineering.

La School of Dentistry gestisce un laboratorio di stampa 3D utilizzato nella fabbricazione protesica di impianti dentali, corone e persino ossa mascellari.

Gerald "Jerry" T. Grant, DMD, SM, è assistente ad interim del preside di Tecnologie Avanzate e Innovazione presso la Scuola di Odontoiatria, e direttore associato di AMIST. Ha collaborato con i partner commerciali Envisiontech su una resina per soddisfare i requisiti di materiale per il tampone, e NewPro3D per aiutare a sviluppare un tempo di stampa più veloce. L'obiettivo di Grant è stampare 385 tamponi in meno di un'ora, e poi mettere i processi produttivi a disposizione delle aziende all'interno dello Stato per la produzione su larga scala.

Grant porta un patrimonio di conoscenze dalla sua esperienza militare dove ha sviluppato il Centro di applicazioni mediche 3D presso il Walter Reed National Medical Center, Betesda, fornendo supporto ai comandi medici e odontoiatrici nella progettazione digitale e nella stampa 3D nella ricostruzione e nei dispositivi personalizzati del paziente.

Confronta l'urgente necessità di oggetti come schermi facciali e tamponi ai problemi che ha affrontato nell'esercito.

"Il numero di infortuni non poteva essere affrontato con i metodi di fabbricazione convenzionali e abbiamo dovuto sviluppare una soluzione digitale per progettare, ed eventualmente una soluzione di stampa diretta da fabbricare.

"La stampa 3D può fornire un'opportunità unica per rispondere a esigenze urgenti:questo è il motivo per cui sono venuto a UofL per lavorare con team di ingegneri, medici, dentisti, artisti e altri per affrontare situazioni molto simili a quelle che abbiamo ora, " disse Grant.

Grant ha affermato che studenti e residenti in protesi hanno contribuito in modo significativo al successo del progetto.

Justin Gillham, J.B. Speed ​​School of Engineering studente universitario in ingegneria meccanica e membro della cooperativa AMIST, ha lavorato a stretto contatto con Tackett e Grant sul design.

"Una volta completato un progetto, L'ho mandato a Ed Tackett e al dottor Grant per la stampa. Con il loro feedback, Potrei cambiare il mio design in pochi minuti e avere un nuovo tampone pronto per essere testato. In pochi giorni, abbiamo esaminato molti progetti che abbiamo potuto testare e modificare quasi immediatamente, "Ha detto Gillham.

Giorgio Pantalo, dottorato di ricerca, professoressa, Dipartimento di Chirurgia Cardiovascolare e Toracica, e professore, Dipartimento di Ingegneria Biomedica, sterilizzato e testato i tamponi presso l'UofL Cardiovascular Innovation Institute, assicurandosi che possano assorbire abbastanza materiale in soluzione per essere vitali.

Gli studenti di bioingegneria Sienna Shacklette e Clara Jones stanno lavorando sotto la direzione di Pantalos per assemblare kit di test COVID-19. Proprio la scorsa settimana hanno compilato più di 700 kit che includevano sacchetti per campioni di rischio biologico, etichette, fiale per campioni riempite con mezzi di trasporto virale, e tamponi disponibili in commercio che scarseggiano. I kit sono stati immediatamente inviati in tutto il Kentucky per testare le persone per COVID-19.

Shacklette e Jones hanno anche preparato kit di test con tamponi stampati in 3D che verranno utilizzati in uno studio clinico di convalida da condurre in collaborazione con Forest Arnold, FARE, Master, Professore Associato, Divisione di Malattie Infettive, e UofL Health—epidemiologo dell'ospedale UofL.

"Anche se siamo limitati dal numero di tamponi disponibili, non siamo limitati dallo sforzo entusiasta dei nostri studenti, " disse Pantalo.

Grant si è detto stupito della reattività di tutte le persone coinvolte nel progetto.

"Siamo stati in grado di spostare un progetto in poco più di una settimana a possibili sperimentazioni su pazienti, qualcosa che normalmente sarebbe stato un processo molto più lungo. Lo sviluppo di questo tampone andrà a beneficio della popolazione del Kentucky poiché l'accesso alla fornitura di tamponi commerciali rimane inadeguato, e una soluzione per consentire test più tempestivi diventa imperativa, " Egli ha detto.

Gli studi clinici sui tamponi stampati in 3D dovrebbero iniziare entro la fine di questa settimana. Con risultati favorevoli, si prevede che saranno pronte per l'uso diffuso già all'inizio di maggio.