3Dプリンティングによる主要医療器具の製造 - 添加製造された鼻腔用綿棒

3Dプリンティングスタジオ｜サクセスストーリー

COVID-19パンデミック時の医療用安全で信頼性の高い鼻腔用綿棒の3Dプリンティング

アディティブ・マニュファクチャリングにより、COVID-19検査キット用の医療的に安全な鼻腔スワブが迅速かつコスト効率よく製造される。オーストラリアの3D Printing Studios社は、現在、このような重要な医療機器の国内初のサプライヤーです。

EOS P 396 3Dプリンターと、生体適合性があり滅菌可能な樹脂材料EOS PA 2200のサポートにより、主要な医療機器の突然のニーズを非常に短時間で満たすことができる。

"我々は、EOS AMシステムを使用することで、COVID-19やその他の伝染病の検査に使用される鼻腔スワブを3Dプリントすることができました。これらの綿棒は、フロッキングを加えた特別なヘッドデザインを持ち、最近、COVID-19やその他の検査プロセスで使用されるヒトの細胞物質や粘液を十分に集めることに成功したことが示されています。"

ハワード・ウッド＆スチュアート・グローバー｜3Dプリンティングスタジオのオーナー

積層造形で医療用品を確実に生産

COVID-19のパンデミック（世界的大流行）時に、主要な医療用品の突然の需要に対応するため、多くの国や企業は、現地の製造業者や積層造形のような代替製造技術に目を向けた。

信頼性が高く、3Dプリンターで効率的に大量生産できる新しい医療機器の設計が急務となっている。PPE（フェイスシールド、アイプロテクターなど）、人工呼吸器、そしてその場合は鼻腔用綿棒といった新製品に対する需要が急増している。

オーストラリアでは、3D Printing Studiosが州政府および保健局と協力して、COVID-19検査キットで使用する医療用の鼻と喉の綿棒を迅速に製造しました。

「ハーバード大学医学部から入手した数種類の3Dプリントデザインを試しましたが、最終的に安全なナイロン素材でフロック加工されたシンプルなデザインにたどり着きました。このデザインは、EOS P 396 システムと相まって、この医療用綿棒を1日に何千本も生産できるようになります。"

ハワード・ウッド｜3Dプリンティング・スタジオ

結果の要約

プロジェクト開始から最終生産まで4週間
デザインサンプルの提供に2日間
1日あたり5000本の鼻腔スワブを製造

課題

COVID-19の発生により、主要な医療用品のグローバル・サプライ・チェーンに突然の混乱が生じ、オーストラリアへの検査用綿棒が不足する事態となった。COVID-19検査キットの急激な需要の急増と相まって、オーストラリア政府は地元メーカーに支援を求めた。

従来の鼻腔用綿棒の製造では、ハードツールの開発が必要となる場合があり、完成までに数回の繰り返しと数カ月を要することがあるため、PPEと鼻腔用綿棒の当面の短期的な需要急増に対応するために、積層造形が検討されてきた。

ソリューション

3D Printing Studiosは、アディティブ・マニュファクチャリングの経験を活かして、COVID-19検査キット用の鼻腔用綿棒の設計と製造のスピードアップに貢献しています。オートクレーブまたは放射線処理による滅菌後の機械的特性の安定性と信頼性が知られているため、生体適合性ポリミド材料EOS PA 2200が選択されました。

積層造形は、鼻腔用綿棒の俊敏な設計と迅速な評価サイクルを可能にする。これにより、製品開発、技術生産試験、検査キットの機能ラボ試験に必要な時間が短縮されます。

さらに、鼻腔用綿棒の製造には、EOS P 396 システムが選択された。他の付加製造技術と比較した場合、このAM技術が最もコスト効率が高かったからである。

結果

3Dプリンティング・スタジオは、オーストラリアで初めて医療用鼻腔用綿棒を製造する企業となった。

南オーストラリア州全域で公衆衛生部門の診断および臨床病理学サービスを提供する組織であるSouth Australian Pathologyは、最新の3Dプリント綿棒をテストし、その使用にゴーサインを出した。

これにより、3Dプリンティング・スタジオは、COVID-19との闘いに不可欠なこれらの製品のオーストラリア初のサプライヤーとなります。これにより、これらの重要な製品を輸入する必要性が減り、再びオーストラリアに製造業が戻ってくることになります。

3Dプリントされた鼻腔用綿棒の開発とテストの全プロセスには、わずか数週間しかかからなかった。最終的な鼻腔スワブのデザインは、鼻腔からヒトの細胞物質を採取するだけでなく、他の伝染病の検査も可能にした。

積層造形は、俊敏な設計サイクルを可能にする。プロジェクト開始から最終的な生産確認までわずか4週間で、合計11回の設計反復がテストされた。
鼻腔用綿棒は、サイズや柔軟性に関して製品の機能性をカスタマイズすることができる。
製品開発および生産時に発生するハード・ツール・コストがない。
EOS製品の信頼性により、最小限の監督で一晩の生産が可能だった。
臨床試験と評価の後、2日以内に修正された設計サンプルが提供される。
COVID-19の期間中、デジタル・デザインのディスカッションとテキスト評価のフィードバックはオンラインで行われたため、最小限の人員しか関与せず、直接のやり取りも行わなかった。現場に必要な制作要員はわずか2名。
EOS P 396 システムの高い生産性により、1日あたり5,000本の鼻腔スワブを製造することができる。