Innovation vid University of Louisville som involverar flera avdelningar vid universitetet har lett till en lovande lösning för bristen på svabbar i COVID-19-testkit. Som svar på en begäran från Commonwealth of Kentucky, UofL:s Additive Manufacturing Institute of Science &Technology (AMIST), tillsammans med lärare och studenter vid tandläkarhögskolorna, Engineering and Medicine har skapat en 3-D-tryckt bomullspinne gjord av ett böjligt hartsmaterial.

"Denna ansträngning lägger till listan över våra svar under pandemin, inklusive 3-D-tryckta ansiktsskydd, respiratorer och ventilatorer som tillverkas av vårt instituts expertis. Vi hoppas att vårt arbete kommer att ge de nödvändiga verktygen för Kentucky, såväl som våra lokala sjukvårdsinrättningar, sa Ed Tackett, chef för personalutveckling på AMIST, som är en del av J.B. Speed ​​School of Engineering.

Tandläkarhögskolan driver ett 3D-utskriftslabb som används vid protestillverkning av tandimplantat, kronor och även käkben.

Gerald "Jerry" T. Grant, DMD, FRÖKEN, är tillfällig biträdande dekan för avancerad teknologi och innovation vid tandläkarhögskolan, och biträdande direktör på AMIST. Han samarbetade med affärspartners Envisiontech om ett harts för att uppfylla materialkraven för pinnen, och NewPro3D för att hjälpa till att utveckla en snabbare utskriftstid. Grants mål är att skriva ut 385 svabbar på mindre än en timme, och sedan att göra tillverkningsprocesserna tillgängliga för företag inom staten för storskalig produktion.

Grant tar med sig en mängd kunskap från sin militära erfarenhet där han utvecklade 3-D Medical Applications Center vid Walter Reed National Medical Center, Bethesda, ger stöd till medicinska och tandläkarkommandon i digital design och 3-D-utskrift i patientanpassade rekonstruktioner och enheter.

Han jämför det akuta behovet av föremål som ansiktsskydd och svabbar med de problem han ställdes inför i militären.

"Antalet skador kunde inte åtgärdas med konventionella tillverkningsmetoder och vi var tvungna att utveckla en digital lösning för design, och så småningom en direkt utskriftslösning att tillverka.

"3D-utskrift kan ge en unik möjlighet att tillgodose akuta behov - det är anledningen till att jag kom till UofL för att arbeta med team av ingenjörer, läkare, tandläkare, artister och andra för att ta itu med situationer ungefär som vi har nu, sa Grant.

Grant sa att studenter och proteser har bidragit betydande till projektets framgång.

Justin Gillham, J.B. Speed ​​School of Engineering grundexamen i maskinteknik och medlem av AMIST co-op, arbetat nära Tackett och Grant på designen.

"När jag hade en design färdig, Jag skickade den till Ed Tackett och Dr Grant för att skriva ut. Med deras feedback, Jag kunde ändra min design inom några minuter och ha en ny svabb redo att testas. På bara några dagar, vi gick igenom många mönster som vi sedan kunde testa och ändra nästan omedelbart, " sa Gillham.

George Pantalos, Ph.D., professor, Avdelningen för hjärt- och kärlkirurgi, och professor, Institutionen för biomedicinsk teknik, steriliserade och testade svabbarna vid UofL Cardiovascular Innovation Institute, se till att de kunde absorbera tillräckligt med lösningsmaterial för att vara livskraftiga.

Bioteknikstudenterna Sienna Shacklette och Clara Jones arbetar under ledning av Pantalos för att montera testkit för covid-19. Bara förra veckan sammanställde de mer än 700 kit som inkluderade påsar för biologiska risker, etiketter, provflaskor fyllda med virustransportmedia, och kommersiellt tillgängliga svabbar som är en bristvara. Kiten skickades omedelbart över hela Kentucky för att testa individer för COVID-19.

Shacklette och Jones har också förberett testkit med 3-D-tryckta pinnar som kommer att användas i en klinisk valideringsprövning som ska genomföras i samarbete med Forest Arnold, DO, MSc, docent, Avdelningen för infektionssjukdomar, och UofL Health—UofL Hospitals epidemiolog.

"Även om vi är begränsade av antalet tillgängliga svabbar, vi begränsas inte av våra elevers entusiastiska insatser, sa Pantalos.

Grant sa att han är förvånad över lyhördheten hos alla inblandade i projektet.

"Vi har kunnat flytta ett projekt på drygt en vecka till möjliga patientprövningar, något som normalt skulle ha varit en mycket längre process. Utvecklingen av denna svabb kommer att gynna folket i Kentucky eftersom tillgången på kommersiella svabbar fortfarande är otillräcklig, och en lösning som möjliggör mer aktuella tester blir absolut nödvändig, " han sa.

Kliniska prövningar av de 3-D-tryckta pinnproverna förväntas börja i slutet av denna vecka. Med gynnsamt resultat, det förväntas att de kommer att vara klara för allmän användning redan i början av maj.