06.05.2020 - University of Bath

Drucken Sie Ihr eigenes Mikroskop in Laborqualität für US$18

Open-Source-Design gibt Schulen, Haushalten und Labors die Möglichkeit, ihre eigenen Präzisionsmikroskope zu drucken

Zum ersten Mal können Labors auf der ganzen Welt dank eines Open-Source-Designs, das an der University of Bath entwickelt wurde, ihre eigenen Präzisionsmikroskope in 3D drucken, um Proben zu analysieren und Krankheiten zu erkennen.

Das OpenFlexure-Mikroskop, beschrieben in Biomedical Optics Express, ist ein vollautomatisches, labortaugliches Instrument mit motorisierter Probenpositionierung und Fokuskontrolle. Es ist einzigartig unter den 3D-gedruckten Mikroskopen in seiner Fähigkeit, qualitativ hochwertige Bilder zu liefern. Es wurde so konzipiert, dass es einfach zu bedienen ist, mit einer intuitiven Software-Schnittstelle und vereinfachten Ausrichtungsverfahren. Außerdem ist es in hohem Maße anpassbar, d.h. es kann für den Einsatz im Labor, in der Schule und zu Hause angepasst werden.

Das Beste daran ist, dass das Design des Bath viel erschwinglicher ist als ein kommerzielles Mikroskop, sowohl was die Anschaffungskosten als auch die Wartungskosten der Ausrüstung betrifft. Ein kommerzielles Mikroskop, das für den Laborgebrauch bestimmt ist, kann für Zehntausende von Pfund verkauft werden. Ein OpenFlexure-Mikroskop kann für nur £15 oder US$18 gebaut werden (dies würde die Kosten für den bedruckten Kunststoff, eine Kamera und einige Befestigungsteile decken). Eine Spitzenversion würde in der Herstellung ein paar hundert Pfund kosten und würde ein Mikroskopobjektiv und einen integrierten Raspberry-Pi-Computer enthalten.

Dr. Joel Collins, Mitbegründer des Mikroskops und Physikforscher an der Universität Bath, sagte: "Wir wollen, dass diese Mikroskope auf der ganzen Welt eingesetzt werden - in Schulen, Forschungslabors, Kliniken und bei den Menschen zu Hause, wenn sie ein Mikroskop nur zum Spielen haben wollen. Sie müssen in der Lage sein, es sofort in die Hand zu nehmen und zu benutzen. Außerdem muss es erschwinglich sein".

Bis heute wurden über 100 OpenFlexure-Mikroskope in Tansania und Kenia gedruckt, was die Realisierbarkeit einer komplexen Hardware demonstriert, die in einem Teil der Welt konzipiert und anderswo hergestellt wird.

Der Mitbegründer Dr. Richard Bowman sagte: "Unsere tansanischen Partner, STICLab, haben das Design modifiziert, um es besser an ihren lokalen Markt anzupassen, und damit eine weitere wichtige Stärke von Open-Source-Hardware demonstriert - die Fähigkeit, ein Produkt anzupassen, zu verbessern und in Besitz zu nehmen.

Covid-19 und 3D-gedruckte medizinische Geräte

Seit dem Ausbruch der Pandemie ist das Interesse an 3D-Druckern stark angestiegen, wobei weltweit viele Projekte zur Entwicklung kostengünstiger, quelloffener 3D-Beatmungsgeräte - oder Teile von Beatmungsgeräten - entstanden sind, um der globalen Knappheit zu begegnen.

Ein Stück medizinischer Hardware erfordert jedoch jahrelange, detaillierte Sicherheitsprüfungen, bevor man ihm für den medizinischen oder Laborgebrauch vertrauen kann - das Projekt OpenFlexure Microscope zum Beispiel hat fünf Jahre gedauert. Nach Ansicht des Bath-Teams ist es höchst unwahrscheinlich, dass im Verlauf dieser Pandemie ein neues Beatmungsgerät entwickelt und zugelassen wird. Sie sagen, es sei viel wahrscheinlicher, dass die Gesundheitsbehörden sich für Änderungen an bestehenden Designs entscheiden werden, wenn dies eine Option ist.

Dr. Bowman, der seit Beginn des OpenFlexure-Projekts, zunächst von der Universität Cambridge und dann von der Fakultät für Physik in Bath, am OpenFlexure-Projekt gearbeitet hat, sagte: "Der Bau eines sicherheitskritischen medizinischen Geräts wie eines Beatmungsgeräts dauert Jahre für eine Organisation mit Hunderten von erfahrenen Ingenieuren und einem etablierten Qualitätsmanagementsystem. Ein Beatmungsgerät herzustellen, das in wenigen Wochen funktioniert, ist eine beeindruckende Leistung, aber sicherzustellen, dass es selbst der entspannten Notfallversion der Regeln entspricht, dauert viel länger als die Erstellung des ursprünglichen Designs. Einem Regulierer zu demonstrieren, dass das Design und der Herstellungsprozess alle Anforderungen erfüllen, wird noch schwieriger sein".

Er fügte hinzu: "Die Kehrseite der Medizingeräteindustrie ist, dass sie sehr konservativ reguliert ist, und es wäre gut, wenn all diese neue Aufmerksamkeit (in 3D gedruckter Hardware) dazu führen würde, dass man neu darüber nachdenkt, wie wir hohe Sicherheitsstandards aufrechterhalten können, es aber einfacher machen, etwas zu bauen, wenn man kein Mega-Unternehmen ist.

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