3D-печать в медицинском образовании: студенты делают лабораторные инструменты из переработанного пластика

Доступ к лабораторным инструментам в медицинских вузах не всегда прост — особенно для учебных заведений с небольшим бюджетом в развивающихся странах, которым бывает сложно закупить базовое экспериментальное оборудование. В этом проекте, ставшем прекрасным примером применения 3D-печати в медицинском образовании, группа студентов-медиков предложила необычное и устойчивое решение проблемы: собирать пластиковые отходы и превращать их в лабораторные инструменты на FDM 3D-принтерах.

В рамках проекта студенты перерабатывают PET-бутылки и пластиковую упаковку, собранные в пунктах переработки на территории кампуса и вокруг него, превращают их в филамент, а затем используют этот филамент для изготовления держателей чашек Петри, штативов для пробирок, держателей предметных стёкол для микроскопа и различных инструментов для препарирования. Сообщается, что по сравнению с традиционной цепочкой поставок затраты снижаются вплоть до 70%, а весь производственный процесс может выполняться прямо в учебном заведении.

Почему именно FDM 3D-печать выделяется в этом проекте?

Основная технология проекта — 3D-печать методом FDM (экструзия филамента). На то есть несколько причин: FDM-принтеры доступнее других технологий; они могут работать с такими материалами, как переработанный PET и PLA; а себестоимость одной детали крайне низка. Кроме того, студенты публикуют дизайн своих лабораторных инструментов в открытом доступе, чтобы другие учебные заведения могли изготавливать те же модели на своих принтерах.

Какие материалы используются?

• Переработанный PET (rPET): получаемый из бутылочного пластика, этот материал благодаря химической стойкости и прочности является идеальным выбором для производства многоразовых лабораторных инструментов.
• PLA и PLA+: биоразлагаемый и простой в печати; особенно предпочтителен для одноразовых форм и держателей.
• PETG: применяется, когда нужны более прочные детали; хотя он не выдерживает автоклавирования, он подходит для дезинфекции на спиртовой основе.

Проект не только производит оборудование, но и привлекает внимание к проблеме пластиковых отходов. Значительную часть годовых пластиковых отходов медицинского вуза можно переработать и превратить в лабораторные инструменты, тем самым сократив и объём отходов.

3D-печать в образовании: не только лабораторные инструменты

Для студентов-медиков у напечатанных на 3D-принтере моделей множество применений — от анатомии до планирования операций. Однако отличие этого проекта в том, что студенты выступают одновременно и производителем, и потребителем: они сами проектируют и изготавливают свои инструменты, попутно осваивая процесс 3D-печати. Учебные заведения всё активнее осознают применение 3D-печати в STEM-проектах в образовании.

Небольшие лаборатории 3D-печати, открываемые в медицинских вузах, следуют рабочему процессу, схожему с мастерскими, предлагающими решения 3D-печати в медицинской сфере: сначала определить потребность, спроектировать или скачать модель, а затем изготовить её на FDM-принтере. Разница в том, что здесь сырьём служат пластиковые отходы, а студенты активно участвуют на каждом этапе процесса.

Масштабируемость проекта тоже весьма примечательна. Студенты сообщают, что один настольный FDM-принтер способен изготовить примерно от 50 до 100 лабораторных инструментов в месяц. Такой производственной мощности более чем достаточно для удовлетворения базовых потребностей небольшой лаборатории. Если вам тоже нужна услуга 3D-печати для подобного проекта, вы можете воспользоваться инструментом мгновенного расчёта цены, чтобы оценить варианты изготовления прототипов или серийного производства.

Сочетая использование устойчивых материалов с недорогим производством, этот подход в очередной раз раскрывает потенциал 3D-печати в медицинском образовании. Проект также вносит вклад в управление пластиковыми отходами, помогая при этом студентам развивать инженерные и проектные навыки. В ближайшее время ожидается, что подобные проекты распространятся и на другие университеты.