SAFER Project

 SAFER Project è una collaborazione tra TECHRES Lab e NABA Milano.

Team progettazione cannula:

Brigitta Adelizzi, Matteo Bragalini, Vanessa Bacchin, Martina Terenghi, Sofia Schartner

Docente: Enrico Bassi

SAFER Team: Prof. Raffaele Dellacà, Ing. Sofia Poletto

Il progetto nasce dall’esigenza di fornire un supporto efficace ai neonati pretermine nei ospedali rurali in paesi di sviluppo, dove le risorse sanitarie sono scarse e il personale medico specializzato è carente. I neonati pretermine spesso necessitano di ventilazione non invasiva o CPAP (Continuous Positive Airway Pressure) per sopravvivere e crescere in modo sano.

L’obiettivo principale del progetto è permettere la produzione in loco di cannule nasali a basso costo utilizzando stampanti 3D. Questo approccio innovativo mira a ridurre i costi associati all'acquisto di cannule nasali monouso, garantendo al contempo che i dispositivi siano compatibili con i tubi dell'ossigeno standard e minimizzino il rischio di irritazioni cutanee per i neonati.

La nostra cannula è composta da 3 pezzi principali: Un pezzo rigido in PLA che permette l’incastro dei tubi dell’ossigeno e il passaggio dell’aria; le vere e proprie cannule, in silicone, che vengono inserite nel pezzo rigido; una mascherina aggiuntiva, sempre in silicone che, a seconda delle esigenze, può essere calzata e sfilata dal pezzo rigido (in essa vi è l’entrata per un terzo tubo di controllo dei valori di inspirazione e di espirazione).

1.     Componente Rigido in PLA: Questo elemento permette l’innesto dei tubi per l’ossigeno e assicura il passaggio dell’aria. Realizzato in PLA, un materiale biocompatibile e facilmente stampabile in 3D, garantisce una struttura solida e affidabile all’intero sistema.

2.     Cannule in Silicone: Queste cannule, realizzate in silicone morbido e flessibile, vengono inserite all'interno del componente rigido. Il silicone è scelto per la sua biocompatibilità e capacità di minimizzare le irritazioni cutanee, offrendo un contatto delicato con la pelle sensibile dei neonati.

3.     Mascherina Aggiuntiva in Silicone: Questo accessorio, anch’esso in silicone, può essere facilmente inserito e rimosso dal componente rigido a seconda delle esigenze cliniche. La mascherina è dotata di un'apertura per l’inserimento di un terzo tubo, utilizzato per monitorare i valori di inspirazione ed espirazione, fornendo un controllo accurato e in tempo reale delle condizioni respiratorie del neonato.

Per produrre tutti i pezzi occorreranno:

MATERIALI:

-         Silicone (grado shore compreso tra i 10 e i 20)

-         Siringa da iniezione

-         Morsetti

UTENSILI:

-         Stampante 3d

-         Pentola sottovuoto (facoltativo)

Per iniziare, è necessario stampare i modelli ottenuti dai file STL disponibili sul sito.

Si consiglia di stampare i pezzi in PLA.

Si raccomanda di utilizzare una stampa di alta qualità con un ugello di piccole dimensioni (inferiore a 1 mm) per garantire l'omogeneità del pezzo ed evitare problemi durante la fase di colata causati da una stampa imprecisa.

In questa fase è necessario stampare, oltre agli stampi, anche il pezzo centrale, sempre in PLA.

Dopo aver completato la stampa dei vari pezzi, metti da parte il pezzo centrale e procedi ad assemblare gli stampi fino a ottenere le configurazioni che puoi vedere nelle rappresentazioni fornite.

È fondamentale assicurarsi che tutto sia perfettamente allineato, per cui controlla attentamente che i pezzi siano in asse prima di passare alla fase successiva.

Una volta verificato che tutto sia correttamente posizionato, utilizza dei morsetti per mantenere gli stampi in posizione stabile. Se non hai morsetti, un metodo alternativo, sebbene meno stabile, è l'uso di elastici per tenere insieme i pezzi degli stampi.

Mescola i due componenti A e B del silicone biocompatibile per catalizzarli. Utilizzali in proporzione 1:1, ma possono verificarsi delle variazioni di proporzione in base alla tipologia di silicone. È importante mescolare lentamente per evitare la formazione di bolle d'aria.

In caso di contatto con la pelle, si raccomanda l'uso di silicone medico certificato per garantire la sicurezza.

Ora, dopo aver miscelato le due parti di silicone in un'unica miscela omogenea, prepara una siringa rimuovendo l'ago.

Preleva il silicone, che deve essere ancora liquido (si consiglia di eseguire rapidamente questi passaggi).

Con un dito, blocca il cono della siringa e tira il pistone per creare un vuoto; questo permette di eliminare eventuali bolle d'aria presenti.

Dopo aver verificato che non ci siano più bolle, inietta il contenuto nel cono di colata dello stampo.

Ripeti questi passaggi per ogni stampo, dedicando la giusta attenzione a ciascuno.

Se hai a disposizione una pentola sottovuoto, inserisci gli stampi appena riempiti per rimuovere ulteriori bolle d'aria, evitando così difetti nel risultato finale.

Attendi che il silicone solidifichi completamente, tenendo presente che il tempo di solidificazione può variare a seconda della tipologia di silicone utilizzato.

Una volta che il silicone è solido, rimuovi i morsetti dallo stampo. Dopo aver tolto i morsetti, separa le pareti dello stampo ed estrai il pezzo di silicone solidificato al suo interno.

A questo punto, puoi rimuovere eventuali sbavature presenti.

Non ti resta che assemblare tutte le parti per ottenere il prodotto finito. Segui le istruzioni visive e collega le cannule e la mascherina al pezzo centrale, come mostrato in foto.

Se hai seguito tutti i passaggi, ora avrai una cannula con mascherina perfettamente funzionante, pronta per essere collegata a qualsiasi tubo d'ossigeno standard.

Sentiti libero di perfezionare il progetto e dare il tuo contributo a questa importante causa, aiutando una piccola vita che affronta difficoltà sin dalle sue prime fasi.