Innovatie aan de Universiteit van Louisville waarbij meerdere afdelingen van de universiteit betrokken zijn, heeft geleid tot een veelbelovende oplossing voor het tekort aan swabs in COVID-19-testkits. In antwoord op een verzoek van het Gemenebest van Kentucky, UofL's Additive Manufacturing Institute of Science &Technology (AMIST), samen met docenten en studenten van de scholen voor tandheelkunde, Engineering en geneeskunde hebben een 3D-geprint wattenstaafje gemaakt van een buigzaam harsmateriaal.

"Deze inspanning voegt toe aan de lijst van onze reactie tijdens de pandemie, inclusief 3D geprinte gelaatsschermen, ademhalingstoestellen en ventilatoren die worden vervaardigd door de expertise van ons instituut. We hopen dat ons werk Kentucky de nodige instrumenten zal geven, evenals onze lokale gezondheidszorgfaciliteiten, " zei Ed Tackett, directeur personeelsontwikkeling bij AMIST, dat deel uitmaakt van de JB Speed ​​School of Engineering.

De School of Dentistry exploiteert een 3D-printlab dat wordt gebruikt bij de vervaardiging van tandimplantaten, kronen en zelfs kaakbeenderen.

Gerald "Jerry" T. Grant, DMD, MEVROUW, is interim-assistent-decaan Advanced Technologies and Innovation aan de School of Dentistry, en associate director bij AMIST. Hij werkte samen met zakenpartners Envisiontech aan een hars om te voldoen aan de materiaalvereisten voor het wattenstaafje, en NewPro3D om een ​​snellere afdruktijd te ontwikkelen. Grant's doel is om 385 wattenstaafjes af te drukken in minder dan een uur, en vervolgens de productieprocessen beschikbaar te stellen aan bedrijven binnen de staat voor grootschalige productie.

Grant brengt een schat aan kennis met zich mee uit zijn militaire ervaring, toen hij het 3-D Medical Applications Center ontwikkelde in het Walter Reed National Medical Center, Bethesda, het bieden van ondersteuning aan medische en tandheelkundige commando's in digitaal ontwerp en 3D-printen in aangepaste reconstructies en apparaten van patiënten.

Hij vergelijkt de dringende behoefte aan zaken als gezichtsschermen en wattenstaafjes met de problemen waarmee hij in het leger werd geconfronteerd.

"Het aantal verwondingen kon niet worden aangepakt met de conventionele fabricagemethoden en we moesten een digitale oplossing ontwikkelen om te ontwerpen, en uiteindelijk een directe printoplossing om te fabriceren.

"3D-printen kan een unieke kans bieden om aan dringende behoeften te voldoen - dit is de reden dat ik naar UofL kwam om te werken met teams van ingenieurs, artsen, tandartsen, artiesten en anderen om situaties aan te pakken zoals we die nu hebben, ' zei Grant.

Grant zei dat studenten en prothetische bewoners een belangrijke bijdrage hebben geleverd aan het succes van het project.

Justin Gillham, J.B. Speed ​​School of Engineering student werktuigbouwkunde en lid van de AMIST-coöperatie, werkte nauw samen met Tackett en Grant aan het ontwerp.

"Toen ik een ontwerp af had, Ik heb het naar Ed Tackett en Dr. Grant gestuurd om af te drukken. Met hun feedback, Ik kon mijn ontwerp binnen enkele minuten wijzigen en een nieuw wattenstaafje klaar hebben om te worden getest. In slechts een paar dagen, we hebben veel ontwerpen doorgenomen die we vervolgens bijna onmiddellijk konden testen en wijzigen, ' zei Gillham.

George Pantalos, doctoraat, professor, Afdeling Cardiovasculaire en Thoraxchirurgie, en hoogleraar, Afdeling Biomedische Technologie, de swabs gesteriliseerd en getest bij het UofL Cardiovascular Innovation Institute, ervoor te zorgen dat ze voldoende oplossingsmateriaal konden absorberen om levensvatbaar te zijn.

Bio-ingenieursstudenten Sienna Shacklette en Clara Jones werken onder leiding van Pantalos aan het samenstellen van COVID-19-testkits. Vorige week hebben ze meer dan 700 kits samengesteld, waaronder zakken voor biologisch gevaarlijk materiaal, etiketten, monsterflesjes gevuld met virale transportmedia, en in de handel verkrijgbare wattenstaafjes die schaars zijn. De kits werden onmiddellijk door heel Kentucky gestuurd om individuen te testen op COVID-19.

Shacklette en Jones hebben ook testkits gemaakt met 3D-geprinte swabs die zullen worden gebruikt in een klinische validatiestudie die zal worden uitgevoerd in samenwerking met Forest Arnold, DOEN, MSc, Collega Professor, Afdeling Infectieziekten, en UofL Health - UofL Hospital-epidemioloog.

"Hoewel we beperkt zijn door het aantal beschikbare wattenstaafjes, we worden niet beperkt door de enthousiaste inzet van onze studenten, ' zei Pantalos.

Grant zei verbaasd te zijn over het reactievermogen van iedereen die bij het project betrokken was.

"We hebben een project in iets meer dan een week kunnen verplaatsen naar mogelijke patiëntproeven, iets dat normaal gesproken een veel langer proces zou zijn geweest. De ontwikkeling van dit wattenstaafje zal de bevolking van Kentucky ten goede komen, aangezien de toegang tot commerciële wattenstaafjes ontoereikend blijft, en een oplossing om tijdiger testen mogelijk te maken, wordt noodzakelijk, " hij zei.

De klinische proeven met de 3D-geprinte swabs zullen naar verwachting eind deze week beginnen. Met gunstige resultaten, de verwachting is dat ze begin mei op grote schaal kunnen worden gebruikt.