[3D프린팅] 어떻게 3D프린팅이 코로나가 발현된 생명을 구할 수 있을까?

MIT Technology review에 기고된 칼럼이다. 제목이 흥미로워서 스크랩하게 되었다. 

3D printing은 모델을 CPU 내부에서 3D로 보는 것을 실제로 현실세계에서 2D가 아닌 3D 그대로 프린팅 할 수 있다. 그래서 어떤 분야든 응용이 무궁무진한 분야이다. 코로나 관련해서는 어떻게 응용될 수 있는지 읽어보고자 한다. 

 

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어떻게 3D 프린팅이 코로나 바이러스가 발생한 생명을 구할 수 잇을까? 

디지털 제조업체들은 결정적인 공급망이 고장나자 코 면봉, 인공호흡기 부품, 그리고 더 많은 것들을 생산하기 위해 개입하고 있다.

 

by James Temple

Mar 27, 2020

 

평상시에 Formlabs는 3D로 프린트된 제품이 아니라 3D 프린터를 판매한다. 

하지만 최근에는, 회사는 Ohio 공장에 250개의 프린터들을 Covid-19 test를 위한 100,000개의 코 면봉을 빠르게 생산하기로 결정했다. 

회사는 필요한 도구들과 키트들을 구하기위해 고군분투하고 있는 나라들, (뉴욕의 Northwell Health, 플로리다의 Tampa General Hospital), 에게 곧 위중한 환자들의 코로나바이러스 발생 물질을 진단할 면봉을 병원으로 배송하기 시작할 것이다. 

 

COURTESY: FORMLABS

 "얼마나 많은 병원들, 다른 건강관련 기관들, 헬스케어 제공자들, 정부들이 우리에게 이 상황을 도와달라고 요구하는지 말할 수가 없을 정도다" Formlabs의 최고 제품 생산자 Dabid Lakatos는 이렇게 말했다.

판데믹이 중요 의료기구들을 위한 해외공급망을 억제했기 때문에 상당 수의 디지털 제조 회사들이 즉각적인 필요를 충족시키기 위해 돌진하고 있다. 

 

생산을 증대시키기 위한 명확하고 조직적인 연방의 지시가 없는 상태에서, 대부분의 대응은 임시방편으로 전개되고 있다. 제조업체, 대학, 의료 사업자, 주 및 지방 기관들은 직접 전화를 걸거나 비공식적인 사업 네트워크에 의존해 신원을 확인하는 등 필요한 능력과 전문성을 갖춘 기업을 찾기 위해 안간힘을 쓰고 있다. 일부 사업체, 연구원, 의료센터도 임시 결속을 형성해 대응을 조율하고 있다.

 

이 공급망의 중요한 틈새를 연결하면 어느정도 수준의  얼굴 보호막과, 코 면봉, 인공호흡기, 그리고 다른 제품들이 병원에 몇 주 내로 도착할 수 있게 도와줄 수 있다. 하지만 3D 프린팅은 꽤 임시 변통의 방법으로 보인다. 그리고 불완전하다. 이런 광란적이고 산만한 접근방식은 많은 환자들에게 삶과 죽음의 차이를 의미할 수 있는 요소와 제품을 생산하는 이상적인 방식과는 거리가 멀다.

 

결국은 얼마나 3D 프린팅이 사람들의 삶을 구할것인지는 얼마나 빠르게 질병이 퍼져나갈 것인지에 달려있다. 그리고 얼마나 빠르게 전세계의 제조업자들과 공급업자들이 재처리하고 역량을 확대하냐에 따라 달려잇다. 

"우리는 준비할 시간이 많이없다." Protolabs( 고객 맞춤 제조 회사) 의 대표, Vicki Holt는 말했다. "우리는 정점에 도달했을 때 준비할 수 있는 충분한 병원 침대와 ICU 장비를 추가해야 한다. 그래서 우리는 공급망에게 적응할 수 있는 시간을 더 주려 하고 있다. "

 

South Florida, Harvard, Stanford 그리고 Beth Israel Deaconess Medical center를 포함한 임시 방편의 연구기관의 연구자들은 GitHub에 3D로 프린트된 실험용 면봉들을 생산하기 위한 표준 가이드라인을 FDA에 협의하며 만들면서 공적으로 협업을 하고있다. 화요일에 Formlabs, Carbon, Hewlett-Packard, EnvisionTec를 포함한 몇몇의 회사들이 프로젝트에 참여한다고 알렸고, 구체적인 면봉들을 1주일에 4million 정도로 만들 준비를 하고있다. 

알려진 바에 의하면 병원들은 그들의 상황을 긴급관리본부에 연락하여 즉각적으로 공급을 요청할 수 있을 것이다. 

 

또 다른 3D 프린팅의 노력들 : 

데스크탑 메탈회사는 제조업자들을 위해 의료기구와 공갑망 제약에 필요한 메탈 재료들의 요구들을 보내기 위한 사이트를 하나 만들었다. 

 

최근 Carbon of Redwood City, California, 는 Verily, 얼굴보호막을 디자인하기 위해서 Alphabet의 생명과학 비지니스와 협업한다. 보호기구들은 헬스케어 근로자들을 감염과 질병이 퍼져나가는 것 으로부터 보호할 수 있다. 그러나 , 다수의 US 병원이 공급부족을 겪고있다. 포보스에 의하면 팀은 이미 프로토타입을 제작했고,몇몇 샌프란시스코 Bay 지역의 병원들에게 평가를 위해 보냈다. 

 

South Carolina의 메이져 헬스케어 시스템인 Prisma Health는 FDA로 부터  VESper라고 불리는 3D 인쇄 스플리터 튜빙에 대한 FDA의 긴급 허가를 확보했다고 발표했다. 이것은 한 개의 인공호흡기가 기계 공급이 빠듯할 때 심각한 호흡기 질환을 가진 최대 4명의 환자들을 도울 수 있게 할 수 있다.

Formlabs는 또한 인공호흡기 분할기에 대한 설계를 평가하고 있지만, 이 설계는 만약 그렇다면 최후의 수단으로만 사용되어야 한다고 회사에서는 강조한다. 실제로 COVID-19환자를 위한 기계식 인공호흡기 공유에 반대하는 미국 중환자치료학회, 호흡기치료협회 등 의료단체들은 3일 공동성명을 통해 "환기를 예방하지 못하거나 심지어 예방하지 못하는 것보다 환자에게 가장 많은 혜택을 주는 것이 좋다"고 강조했다.

 

Protolabs는 또한 회사의 사업을 US와 유럽의 최근 몇주간 치솟는 의료 제품의 수요를 충족시키는 것으로 바꾸었다. 

다른 노력들이 있음에도, 회사들은 Minnesota 대학에서 팀과 몇일 동안 낮은 비용의 환풍기를 개발하고 테스트하고 6개의 제품을 고치고자 협업을 했습니다. 연구자들은 널리 이용 가능한 수동 "ambu" 가방을 펌프질하기 위해 모터에 의존하는 이 디자인을 공개하여, 병원들이 생사가 부족할 때 그들 자신의 것을 생산할 수 있도록 할 수도 있다. (한 MIT 팀은 비슷한 프로젝트를 추구하고 있다.)

Protolabs는 또한 큰 환풍구 제조자들을 위한 제품을 생산하는 중이다. 하지만 Holt는 현 단계에서는 회사 이름을 공개하거나 자세한 내용을 제공할 수 없다고 말한다. 

 

환자를 파멸시킬 수 있는 장치에 대한 인쇄된 구성 요소의 안전성에 대한 질문은 그들이 긴급상황에 대처하는데 실패하게 할 수도 있다. 적절한 디자인을 만드들고, 필요한 제품을 수행하고, 적절한 법적 절차를 밟아야 하는 것은 고객들의 의무이다. 

하지만 코 면봉처럼 실제로 인체와 접촉하는 등, 소비자와 밀접한 제품을 생산하는 것은 3D-프린팅 회사들 스스로가 높은 수준의 깨끗함을 요구해야한다. 

 

Lakatos는 Formalabs 가 이미 FDA에 등록하여 특정 유형의 의료 제품, 특히 3D로 인쇄된 사람들의 입에 들어가는 치과용 제품 샘플 등을 제조했기 때문에 Ohio 공장에서 면봉을 신속하게 생산할 수 있었다고 말했다.

Formlabs는 Tampa의 USF Health의 의료전문가와 함께 일하고, 급속하게 발전하기 위해 Northwell과 함께 일하며, 코 면봉을 테스트하고 있다. 이것들이 단순한 기구이지만, 그들은 Covid-19 감염을 확인하기 위해 그들의 깊은 비강 구조에 도달할 수 있도록 충분히 얇고 길고 유연할 필요가 있다. 만약 면봉들이 충분히 확장되지 않는다면 그들은 감염된 환자들이 더 많은 질병을 퍼트리도록 행동할 수 있는 잘못된 결과를 만들 수 있을 것이다고 Lakatos는 말했다. 

 

Formlabs는 수주내에 다가올 감염 발생이 확장되면서 의료계의 요구에 따라 빨리 더 많은 프린터들을 추가할 수 있으며, 면봉을 매일 100,000개 이상 생산하도록 확장할 수 있다고 말했다. 

 

 

https://www.technologyreview.com/s/615420/3d-printing-coronavirus-covid-19-medical-supplies-devices/

How 3D printing could save lives in the coronavirus outbreak

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그 얇고 길고 잘 휘어질 수있는 test 기구를 어떤 방식으로 생산할 지를 미쳐 생각하지 못했다. 3D printing이 없었다면 어떤 방식으로 생산할 수 있을까? 나는 3D 프린팅을 프로토타입을 빠르게 생산해보고 직접 눈으로 확인할 수 있는 것에만 쓰일 수 있다고 생각했는데, 이렇게 빠르고 많은 갯수로 대량생산할 수도 있다는 점은 고려하지 못했던 것 같다. 

 

3D 프린팅은 1980년대에 개발되었지만 특허가 만료가되면서 2008년에 상용화가 되기 시작한 기술이라고 한다. 

그로부터 12년이 흘렸고, 지금은 무궁무진하게 응용되면서 3D펜을 사용하는 등 널리 확산되고 있다. 

 

다른 회사들도 위 칼럼과 비슷하게 3D 프린팅으로 코로나 의료기구를 만들고 있는 사례들을 확인할 수 있다. 

 

▲HP Multi Jet Fusion 3D인쇄 기술로한 FFP3 마스크의 예                                 ▲HP Multi Jet Fusion 3D인쇄 기술로 인쇄된 안면 보호대

 

3D 프린팅이 이렇게 정교하고, 사람이 쓰기 편하도록 만들 수 있다는 점이 놀랍다. 나중에 3D 프린팅이 비교적 최신에 사용화되고 있는 기술이고, 코로나로 확산되고 있는 기술이라고 보기 때문에 여기에 대해서 나중에 자세히 포스팅 해보는 것도 좋을 것 같다. 

 

http://www.hellot.net/new_hellot/magazine/magazine_read.html?code=201&sub=004&idx=51535

HP, 3D프린팅 마스크 및 보호구 제작으로 코로나19 대응 앞장서