Voor de eerste keer, laboratoria over de hele wereld kunnen hun eigen precisiemicroscopen 3D-printen om monsters te analyseren en ziekten op te sporen, dankzij een open-source ontwerp gemaakt aan de Universiteit van Bath.

De OpenFlexure-microscoop, beschreven in Biomedische Optica Express , is een volledig geautomatiseerd, instrument van laboratoriumkwaliteit met gemotoriseerde monsterpositionering en focusregeling. Het is uniek onder de 3D-geprinte microscopen in zijn vermogen om beelden van hoge kwaliteit te produceren. Het is ontworpen om gemakkelijk te gebruiken, met een intuïtieve software-interface en vereenvoudigde uitlijningsprocedures. Het is ook zeer aanpasbaar, wat betekent dat het kan worden aangepast voor laboratorium, school- en thuisgebruik.

Beste van alles, het Bath-ontwerp is een stuk voordeliger dan een commerciële microscoop, zowel wat betreft de aanloopkosten als de onderhoudskosten van de apparatuur. Een commerciële microscoop die bedoeld is voor gebruik in het laboratorium, kan voor tienduizenden ponden worden verkocht. Een OpenFlexure-microscoop kan worden gebouwd voor slechts £ 15 of US $ 18 (dit zou de kosten van het bedrukte plastic dekken, een camera en wat bevestigingsmateriaal). Een topversie zou een paar honderd pond kosten om te produceren, en zou een microscoopobjectief en een ingebouwde Raspberry Pi-computer bevatten.

Dr. Joel Collins, co-creator van de microscoop en natuurkundig onderzoeker aan de Universiteit van Bath, zei, "We willen dat deze microscopen over de hele wereld worden gebruikt - op scholen, in onderzoekslaboratoria, in klinieken en bij mensen thuis als ze een microscoop willen om mee te spelen. Je moet het meteen kunnen oppakken en gebruiken. Je moet het ook betaalbaar houden."

Daten, meer dan 100 OpenFlexure-microscopen zijn gedrukt in Tanzania en Kenia, het aantonen van de levensvatbaarheid van een complex stuk hardware dat in een deel van de wereld wordt geconceptualiseerd en elders wordt vervaardigd.

Mede-bedenker Dr. Richard Bowman zei:"Onze Tanzaniaanse partners, STICLab, het ontwerp hebben aangepast om beter te passen bij hun lokale markt, demonstreren een andere belangrijke kracht van open source hardware:het vermogen om aan te passen, verbeteren, en eigenaar worden van een product."

Covid-19 en 3D-geprinte medische apparaten

Sinds het begin van de pandemie is de belangstelling voor 3D-printers enorm toegenomen, met vele projecten die over de hele wereld opkomen om goedkope, open-source 3D-ventilatoren - of ventilatoronderdelen - om het wereldwijde tekort aan te pakken.

Echter, een stuk medische hardware vereist jarenlange gedetailleerde veiligheidscontroles voordat het kan worden vertrouwd voor medisch of laboratoriumgebruik - het OpenFlexure Microscope-project, bijvoorbeeld, heeft vijf jaar in beslag genomen. Het Bath-team acht het hoogst onwaarschijnlijk dat er in de loop van deze pandemie een nieuwe ventilator zal worden ontworpen en goedgekeurd. Ze zeggen dat het veel waarschijnlijker is dat wijzigingen van bestaande ontwerpen zullen worden gekozen door gezondheidsautoriteiten, waar dit een optie is.

Dr. Bowman, die vanaf het begin aan het OpenFlexure-project heeft gewerkt, eerst van de Universiteit van Cambridge en vervolgens van het departement Natuurkunde in Bath, zei, "Het bouwen van een veiligheidskritisch medisch apparaat zoals een beademingsapparaat duurt jaren voor een organisatie met honderden ervaren ingenieurs en een gevestigd kwaliteitsmanagementsysteem. Het maken van een beademingsapparaat dat in een paar weken werkt, is een indrukwekkende prestatie, maar ervoor zorgen dat het voldoet aan zelfs de ontspannen, noodversie van de regels duurt veel langer dan het maken van het oorspronkelijke ontwerp. Aan een toezichthouder aantonen dat het ontwerp en het fabricageproces aan alle eisen voldoen, wordt nog moeilijker."

Hij voegde toe, "De keerzijde is dat de industrie voor medische hulpmiddelen zeer conservatief gereguleerd is, en het zou een goede zaak zijn als al deze nieuwe aandacht (in 3D-geprinte hardware) betekent dat er opnieuw wordt nagedacht over hoe we hoge veiligheidsnormen kunnen handhaven, maar het gemakkelijker maken om iets te bouwen als je geen megabedrijf bent. "