Lorsque la pandémie de COVID-19 s'est déclarée, il a fallu fournir d'urgence un grand nombre d'équipements de protection individuelle (EPI) aux prestataires de soins de santé et des écouvillons nasopharyngés pour les tests de COVID-19.
Les perturbations de la chaîne d'approvisionnement ont immédiatement suivi, en raison de chaînes d'approvisionnement compliquées avec des fournisseurs débordés et des composants difficiles à obtenir. La dépendance à l'égard d'un petit nombre de fournisseurs, au lieu de plusieurs, et l'énorme demande de produits ont rendu difficile la sécurisation des stocks par les prestataires de soins de santé et ont ajouté des défis supplémentaires.
Augmentation de la demande et goulots d'étranglement dans la chaîne d'approvisionnement
Les écouvillons nasopharyngés de fabrication traditionnelle ont un manche en polyester et un embout avec de minuscules fibres de rayonne ou de nylon. Pour tester la présence de COVID-19, l'écouvillon est inséré par le nez, profondément dans la cavité nasale, puis tourné et cassé dans un flacon pour être envoyé à un laboratoire d'analyse.
- Les deux principaux fabricants d'écouvillons nasopharyngés produisent, assemblent, stérilisent et emballent les écouvillons, en utilisant des méthodes et des équipements de fabrication exclusifs.
- Ces entreprises n'étaient pas préparées aux perturbations de la chaîne d'approvisionnement et n'étaient pas en mesure de s'adapter rapidement à la demande mondiale.
Comme pour d'autres pénuries d'EPI, tels que les écrans faciaux, l'impression 3D est apparue comme une solution novatrice avec des capacités de développement et de production rapides qui ont permis de concevoir, de prototyper, de tester et de produire en masse des écouvillons nasopharyngés fabriqués à partir de matériaux photopolymères de qualité médicale.
Conception et validation rapides d'un nouvel écouvillon à haute efficacité
Origin (rachetée par Stratasys début 2021) a entrepris de produire à grande échelle des écouvillons testés cliniquement et enregistrés par la FDA. Origin a collaboré avec Henkel, le Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) de Harvard et d'autres leaders de l'impression 3D pour développer un écouvillon de test NP en une seule pièce, stérile, conforme à la FDA et imprimé en 3D.
Origin a pu produire rapidement et simultanément de nombreux modèles différents pour l'évaluation clinique, dans une seule enveloppe de fabrication. Les écouvillons qui en résultent sont fabriqués dans un seul matériau, sans qu'aucun outil de moulage par injection ou assemblage ne soit nécessaire. Leur conception en treillis rend le prélèvement d'échantillons facile et confortable, avec un point de rupture pour que l'échantillon soit ajouté au flacon et envoyé au laboratoire.
L'équipe d'Origin a validé les capacités mécaniques et les possibilités de fabrication de l'écouvillon, tandis que Henkel, le fournisseur du matériau, a testé la biocompatibilité des écouvillons et validé le flux de travail complet. Les écouvillons Origin ont fait l'objet d'essais cliniques de phase 3 sur l'homme, menés par le Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) de Harvard. Ils ont été jugés très concordants et statistiquement impossibles à distinguer des écouvillons traditionnels.
Des preuves anecdotiques suggèrent que l'embout en treillis de la conception Origin peut améliorer la collecte des échantillons, en raison de la faible absorption de liquide du matériau et de la conception unique. À plus long terme, cela pourrait permettre aux systèmes de diagnostic moins précis de mieux fonctionner lorsque la charge virale du patient est très faible.
Accélération de la production
Origin a consacré sa capacité interne d'imprimantes 3D Stratasys Origin One à la fabrication d'écouvillons en trois équipes par jour, sept jours sur sept.
- Chaque imprimante du laboratoire a imprimé 800 écouvillons chacun.
- Origin a expédié plus d'un demi-million d'écouvillons entièrement validés, emballés et stérilisés en seulement huit semaines.
- L'écouvillon d'Origin a été expédié et utilisé par des prestataires de soins de santé et des centres de dépistage dans tous les États-Unis.
Origin One peut imprimer 800 écouvillons en une seule fois
Finalement, les chaînes d'approvisionnement traditionnelles ont augmenté leur capacité à produire un plus grand nombre d'écouvillons de test, et la demande pour les écouvillons imprimés en 3D, légèrement plus chers, a commencé à baisser. Origin a pu diminuer lentement la production en fonction de la demande en temps réel, tout en relançant d'autres initiatives de l'entreprise. Il s'agit d'un exemple puissant de la capacité de l'impression 3D à réagir rapidement et efficacement aux défis de la chaîne d'approvisionnement, en augmentant ou en diminuant facilement la production pour répondre à la demande.
L'impression 3D entre dans l'histoire
Stratasys Origin One et sa technologie de photopolymérisation programmable P3™ constituent une solution idéale pour le développement et la production rapides de composants médicaux. Les matériaux du réseau de partenaires de matériaux de l'écosystème Stratasys comprennent des matériaux de qualité médicale provenant de plusieurs entreprises chimiques mondiales, qui peuvent être apportés rapidement dans l'écosystème Stratasys, validés et mis en production. Au cours des premières étapes du développement du produit, Origin a étudié pas moins de 20 matériaux, dont beaucoup avaient la capacité de satisfaire aux exigences de biocompatibilité, avant de choisir LOCTITE MED412 pour sa rigidité et sa flexibilité uniques.
L'entreprise a pu passer des essais cliniques à la production de masse en quelques jours, ce qui est loin des délais traditionnels de fabrication des outils de moulage par injection. De plus, il a été possible d'augmenter facilement la capacité en consacrant des imprimantes 3D supplémentaires à la production. Au cours de la même période, les clients d'Origin ont également produit des milliers d'unités d'EPI, de composants de respirateurs et de ventilateurs, démontrant ainsi la capacité de la technologie à être utilisée pour diverses autres applications en pénurie.
La technologie d'impression de Stratasys Origin One et l'accès à des matériaux haute performance permettent des itérations rapides et un développement accéléré des concepts. Cela en fait un choix idéal pour le développement et la production rapides de composants biocompatibles, et c'est ce qui a permis à l'entreprise de prêter rapidement main forte lors d'une pandémie mondiale sans précédent.
Solution en vedette
Stratasys Origin One
Une imprimante 3D transformatrice permettant la production en masse de pièces d'utilisation finale dans une gamme variée de matériaux à haute performance.
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