Open-Source
Medical Hardware: What You Should Know and What You Can Do
Victoria Heath, April 15, 2020
Bài được đưa lên Internet ngày:
15/04/2020
Bạn đã nghe các câu chuyện: những tấm
chắn che mặt của các kỹ sư in 3D trong tầng hầm của
họ; những người có sở thích tự mình làm may các khẩu
trang; và các nhà thiết kế thời trang tự làm các áo
choàng bảo vệ cá nhân.
Trên toàn cầu, mọi người đang cố gắng
giúp lấp đi khoảng trống cung ứng y tế do dịch
COVID-19
gây ra qua phần cứng y tế nguồn mở. Đây là sự thể
hiện ấm áp về sự khéo léo, đổi mới sáng tạo và
cộng tác toàn cầu. Trong bài đăng này, chúng
tôi trả lời các câu hỏi của bạn về phần cứng
y tế nguồn mở và cung cấp vài sự thấu hiểu về những
gì bạn có thể làm để giúp đỡ.
Phần cứng nguồn mở:
các thiết kế của các đối tượng vật lý được
cấp phép mở sao cho
chúng có thể được sửa đổi, tạo lập, và phân phối
không có các hạn chế.
Vì sao phần cứng y tế nguồn mở lại
quan trọng?
Là dễ để
quên, với hàng loạt các hoạt động gia tăng, phần cứng
y tế nguồn mở bây giờ không là mới nữa. Trên thực
tế, nó từng là công cụ cung cấp các thiết bị y tế
và trang bị cho các nhân viên và các cơ
sở y tế thiếu thốn
tài
nguyên nhiều
năm - nhu cầu có
trước cả đại dịch COVID-19. Ví dụ, theo sau dịch H1N1,
các giáo sư y học ở Đại
học Swansea đã xuất bản các chỉ dẫn
nguồn mở cho
quạt
cấp cứu chi phí thấp.
Trong một báo
cáo năm 2010 với tiêu đề “
Quản
lý sự không phù hợp”, Tổ chức Y tế Thế giới -
WHO (
World Health Organization) đã
nêu, “Nghiên cứu đang tạo ra sự tiến bộ nhanh trong
phát triển các công
nghệ y tế phức tạp…
Dù bất chấp sự tiến bộ này, đa số dân cư của thế
giới vẫn có ít hoặc không có sự truy
cập tới nhiều trong số các đổi mới sáng tạo
đó
”. Đặc biệt, WHO đã
chi tiết hóa “sự không phù hợp” đáng kể về tính
sẵn sàng của các
thiết bị y tế thích hợp, hiệu quả cho các nhu cầu y
tế công cộng được bản địa hóa, nhấn mạnh rằng
“70%-90% tất cả các thiết bị y tế
được tài trợ cho thế giới đang phát triển chưa bao
giờ hoạt động như dự kiến”.
Có
4 thành phần quan trọng để sửa sai sự “không phù hợp”
này là tính sẵn sàng, khả
năng truy
cập, tính
thích hợp, và tính kham được - đây là nơi mà phần
cứng y tế nguồn mở đi tới, như TS.
Gerrit Niezen et. al. đã
giải thích trong một bài báo nghiên cứu trong
năm
2016:
Máy in 3D xây dựng ống nghe chuẩn bệnh
bằng việc sử dụng thiết kế nguồn mở của Dự án
Glia. Nguồn: Dự án Glia (CC BY-SA)
“Làm cho thiết kế
phần cứng sẵn sàng theo một giấy phép
nguồn mở cho phép bất kỳ ai cải tiến và đóng
góp cho thiết kế của thiết bị, dẫn tới sự đổi
mới sáng tạo rất nhanh so với các phương pháp
truyền thống. Nó cũng xúc tác cho thiết kế
sẽ được sửa đổi cho bất kỳ sử dụng đặc thù
nào, và làm cho các thiết bị dễ dàng sửa chữa… Đây
là tiềm năng lớn để làm cho các thiết bị y tế truy
cập được nhiều hơn ở thế giới đang phát
triển, nơi các thiết bị cũng có thể được thiết kế
như là nguồn mở và được xây dựng cho các trường hợp
điển hình đặc thù, thay vì phải phụ thuộc vào trang
thiết bị tài trợ”.
Một ví dụ rõ ràng về thiết bị y tế
“không phù hợp” là chi phí của ống nghe chuẩn bệnh
so với sự cần thiết của nó. Dù các ống nghe chuẩn
bệnh là một trong những công cụ quan trọng nhất cho các
nhân viên y tế, trên thị trường một ống tin cậy có
giá thành khoảng 90.00 USD cho tới 200 USD và hầu như không
thể tới ở các cơ sở ít
tài
nguyên.
Sau
khi để ý thấy vấn đề
này khi làm việc ở
Gaza,
TS.
Tarek Loubani, một bác sĩ phòng cấp cứu ở Canada và
là người nhận Học bổng Bassel Khartabil năm 2020, đã tạo
ra một thiết kế nguồn mở cho ống này vào năm 2018 có
thể in 3D được với giá khoảng 3.00 USD. Thông qua dự
án Glia từ thiện của ông, TS. Loubani bây giờ tạo
ra và phát hành các thiết kế nguồn mở cho các ống nghe
chuẩn bệnh, các thiết bị ép máu đông và ống khám tai
để chúng có thể được bất kỳ ai sản
xuất rẻ với máy in 3D. Dự án từ thiện đó không
chỉ tạo ra các thiết kế đó, họ còn huấn luyện mọi
người trong các vùng thiếu
tài
nguyên và có xung đột để sử dụng
các máy in 3D và triển khai các thiết bị y tế đó trên
hiện trường. “Dự án Glia là dự án đầu tiên và
trước nhất về sự độc lập”, TS. Loubani đã giải
thích trong một
cuộc
phỏng vấn vào năm 2009.
Rất gần đây,
đáp lại dịch này, tổ chức đã xoay qua việc chế tạo
các mặt nạ cho các nhân viên y tế Canada. “Đó từng là
lời hứa của tôi đối với các đồng nghiệp của tôi”,
TS. Loubani gần đây đã
nói với CBC,
“Và điều đó sẽ sớm là lời hứa của tôi đối với
tất cả các nhân viên y tế ở Canada”.
Tạo ra phần cứng y tế nguồn mở trong
đại dịch COVID-19
TS. Loubani không đơn độc trong việc sử
dụng phần cứng nguồn mở để làm giảm nhẹ sự thiếu
thốn trang thiết bị và cung ứng y tế do COVID-19. Nhóm
Thiết kế Hữu dụng (
Helpful
Engineering Group) trên Slack được lấp đầy với
hàng ngàn kỹ sư với các ý tưởng nguồn đám đông cho
các thiết bị và công cụ y tế, và nhóm trên Facebook các
Nhà cung ứng Y tế COVID-19 Nguồn Mở - OSCMS (
Open
Source COVID-19 Medical Supplies) có hơn 50.000 thành
viên đang làm điều y hệt. Bên cạnh những nỗ lực có
phần hơi đặc biệt và được tổ chức lỏng lẻo là
những sáng kiến từ các cơ sở và các phòng thí nghiệm
nghiên cứu, như dự án Quạt Cấp cứu của MIT - E-Vent
(
MIT
Emergency Ventilator) và Sáng kiến Chỉ Một Phòng thí
nghiệm Khổng lồ cho OpenCovid19 (Just
One Giant Lab OpenCovid19 Initiative).
Quy trình chế tạo là gì?
Quy trình xác định thiết kế và chế tạo
phần cứng nguồn mở một sản phẩm cuối cùng là khác
và phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như sự phức tạp của
thiết kế, phân bổ tài nguyên, các yêu cầu về an toàn,
các nhu cầu phân phối, .v.v. Trong một số trường hợp,
một khi thiets kế nguồn mở được tạo ra trong nội bộ,
hoặc ở đâu đó được xác định, thì quy trình chế
tạo có thể là khá nhanh chóng. “Điều quan trọng nhất
là kiểm thử các thiết đặt, tối ưu hóa, tùy biến
thích nghi thiết kế đó cho các
tài
nguyên địa phương
của
bạn, và kiểm thử với những người
chuyên nghiệp ở các bệnh viện. Nếu nó làm việc, thì
bạn xử lý”,
André
Rocha, trợ lý giáo sư Escola Superior de Educação de
Lisboa, đồng điều phối
FabLab
Benfica, và là một thành viên tích cực của CC
Portugal, nói.
“Điều quan trọng nhất là kiểm thử
các thiết đặt, tối ưu hóa, tùy biến thích nghi
thiết kế đó cho các tài
nguyên địa phương
của
bạn, và kiểm thử với những người
chuyên nghiệp ở các bệnh viện.”
Ví dụ, tấm che mặt - một thành phần
quan trọng của thiết bị bảo vệ cá nhân - PPE (
Personal
Protection Equipment) - rất là “chế tạo được”, ngụ
ý là dễ để thiết kế và chế tạo với máy in 3D, mất
khoảng 20 phút cho tới 1 giờ đồng hồ. Vì sự thiếu
hụt toàn cầu các tấm che mặt, có nhiều người sử
dụng các thiết kế nguồn mở để chế tạo và phân
phối chúng cho các nhân viên y tế. Điều này bao gồm cho
cả Darrell Currington, người quản lý
Trung
tâm tạo Mẫu Nhanh ở Đại học OCAD ở Toronto, Canada.
“Chúng tôi hiện đang làm việc để sản xuất các tấm
che được in 3D được sử dụng để làm các tấm che mặt
cho các bệnh viện”, ông đã giải thích qua thư điện
tử, “Với trường đại học đóng cửa,
chúng
tôi đã không có khả
năng quản lý cơ sở
như
chúng tôi thường
có thể. Vì thế tôi đã quyết định điều tốt nhất
chúng tôi có thể làm
là nắm lấy trang thiết bị nào
chúng
tôi có thể, và phân phối nó giữa các nhân viên
của
chúng tôi, và
khoa có thể quen thuộc nhất với công
nghệ đó”.
Dù việc
in 3D là cách thức nhanh và chi phí thấp để tạo ra các
thành phần PPE như các tấm che mặt, có những trường
hợp ở đó là tốt hơn để sử dụng các công nghệ
khác như cắt bằng lazer để chế tạo các thiết
bị tin cậy và hiệu quả hơn - điều này đặc biệt
đúng cho các thiết bị phức tạp hơn như mũ ép tích cực
- PPH (
Positive
Pressure Helmet). PPH cung cấp luồng không khi được
lọc và chính xác cho người đeo. “Hãy tưởng tượng
một bong bóng bơm hơi trên đầu bạn”, André giải
thích. Chúng đã
được
sử dụng ở các bệnh viện nơi các trường hợp
COVID-19 tràn ngập hệ thống y tế, như ở Ý. Các PPH có
thể nới lỏng sức ép lên các quạt và ngăn người ốm
khỏi ô nhiễm không khí trong các bệnh viện chật cứng
người. Quy trình thiết kế và chế tạo PPH là phức tạp
hơn so với tấm che mặt, đòi hỏi sự cộng tác nhiều
hơn với các công ty
công nghiệp và các
chuyên gia y tế, nhiều nguyên liệu hơn, và kiểm thử
nhiều hơn để đảm bảo phần cứng đó là an toàn và
tin cậy. Vì thế nhịp độ sản xuất và phân phối là
khá chậm.
André hiện
đang theo dõi dự án PPH được Quỹ
Fab khởi xướng. Tài liệu dự án mở này có thể
theo dõi ở
đây và kho nằm ở
đây.
Các yêu cầu được
nhận và được phân phối như thế nào?
Một
lần nữa, sự biến động này phụ thuộc nhiều vào ngữ
cảnh đặc thù. Trong một vài trường hợp, các yêu cầu
đi theo kênh chính thức qua các quan chức chính
phủ và/hoặc các nhà quản lý bệnh viện và
được các tổ chức thành danh phân phối. Trong các trường
hợp khác, các yêu cầu đó được các nhân viên y tế
thực hiện không chính thức và được phân phối truyền
tay qua các nhóm tình nguyện nhỏ hoặc các cá nhân, như
những người
Coronavirus
Makers ở Madrid, Tây Ban Nha. Nhóm của André ở
Lisbon, Bồ Đào Nha nhận các yêu cầu cung ứng PPE trực
tiếp từ các nhân viên y tế địa phương. “Tất cả sự
trợ giúp và yêu cầu đó là không chính quy”, ông giải
thích, “Chúng tôi [những người tình nguyện] gặp nhau
từ xa hầu như mỗi ngày để chuẩn bị cho những cứu
tế ngày hôm sau cho các bệnh viện, các đồn cảnh sát,
và các diễn biến tiếp sau”.
Không may,
những nỗ lực của các nhóm tình nguyện và các cá nhân
chịu cảnh năng lực và tài
nguyên hạn chế - vì thế, họ không
có khả năng mở rộng phạm vi các nỗ lực của họ.
André và nhóm của ông đang hy vọng vượt qua được các
thách thức đó bằng “việc phát triển các triện cắt
cho các nhà in có thể phân phối vài ngàn [tấm che mặt]
trong một vài giờ”. Tuy nhiên, các thách thức có tính
địa phương, như sự khan hiếm các nguyên liệu cần
thiết để chế tạo các đồ cung ứng, là khó khăn hơn
để giải quyết. “Nỗ lực ở đây là tạo ra các phiên
bản cho các nguyên liệu độ dày, và các quy trình khác
nhau, dựa vào các tài
nguyên sẵn có”, ông giải thích.
Các thiết bị đó có an toàn không?
Bức tranh phần cứng nguồn mở cảm nhận
một chút như là “miền tây hoang dã” vì sự khẩn cấp
và tuyệt vọng của tình hình hiện nay. Tuy nhiên, việc
đảm bảo rằng phần cứng nguồn mở là an toàn và tin
cậy là mệnh lệnh. Các thiết bị được Dự án Glia
phát triển và hiện trường sản xuất của chúng, ví dụ,
được Y tế Canada phê chuẩn. Tuy
nhiên, quy trình phê chuẩn đó mất thời gian và tài
nguyên - không điều gì trong số đó
là sẵn sàng rồi trong khủng hoảng như dịch COVID-19.
Ở nhiều quốc gia, thông tin và các quy
định về an toàn xung quanh các thiết bị y tế là sẵn
sàng công khai và nên được tuân thủ.
Vì thế, là quan trọng rằng các nhà chế
tạo (thậm chí những người thích tự làm bằng việc
may các mặt nạ) làm việc siêng năng để đảm bảo các
sản phẩm của họ là an toàn. Nhưng làm thế nào? “Tôi
nghĩ mức cơ bản nhất để kiểm thử các giải pháp với
những người chuyên nghiệp về y tế của địa phương”,
André nhấn mạnh, “Một
vấn
đề khác phải cực kỳ thận trọng trong chế tạo.
Mọi điều nên được những người chuyên nghiệp thẩm
định trước khi sử dụng … Trong các dự án thể hiện
sự phức tạp cao hơn, tôi tin tưởng rằng các nhà chức
trách [y tế công cộng] nên tham gia và liên hệ”. Nhóm
của Darrell, ví dụ, đã kiểm tra
Bệnh
viện Michael Garron ở Toronto đối với thiết kế các
tấm che mặt được kiểm thử và được in 3D trước khi
bắt đầu các nỗ lực của
họ. “Bệnh viện đã làm việc với nhà thiết kế
tên là Shawn Lim, họ đã kiểm thử thiết kế này, và đã
thấy có thể vệ sinh tấm che và có thể là an toàn để
sử dụng trong bệnh viện của họ”, Darrell giải thích,
“Họ sau đó đã đăng thiết kế đó lên
website
của họ và đã hỏi từng người với một máy in 3D
để đóng góp .v.v. Như trong buổi tối nay [09/04] chúng
tôi chỉ có được dưới 1.000 đơn vị sẵn sàng
để đưa ra tại bệnh viện hôm thứ ba”.
Ở nhiều quốc gia, thông tin và các quy
định về an toàn xung quanh các thiết bị y tế là sẵn
sàng công khai và nên được tuân thủ. Ví dụ, Cơ quan
Thuốc Liên bang Mỹ (FDA) liệt kê các tiêu chuẩn pháp lý
cho một loạt các thiết bị trên website của họ, và để
đối phó COVID-19, họ đã
ogiám
tuyển thông tin đặc thù về các quạt và PPE.
Tôi có thể tìm kiếm các sáng kiến và
thiết kế nguồn mở ở đâu?
Có hàng trăm, nếu không nói là hàng ngàn,
các sáng kiến phần cứng nguồn mở khác nhau bạn có thể
đóng góp và thiết kế bạn có thể sử dụng. Có vài
kho bạn có thể tìm kiếm qua, bao gồm
Appropedia,
Wikifactory,
và “
Evaluation
of Open Source Ventilators” của Public Invention,
cũng như các nhóm phương tiện
xã
hội được tổ chức
lỏng lẻo hơn để ra nhập, bao gồm nhóm được nêu ở
trên Helpful
Engineering Group về
Slack và Open
Source COVID-19 Medical Supplies (OSCMS)
trên Facebook. Just One Giant Lab (JOGL) cũng đã khởi xướng
vài dự án theo Sáng kiến OpenCovid19
Initiative của họ. Cũng có nhiều sáng
kiến và thiết kế đặc thù quốc gia hơn
,
như Breath4Life
(Bỉ), Un
Respiro (Argentina),
Fast
Jungle Face Shield (Panama),
Make4Covid
(Mỹ), VentilAid
(Balan), Open
Source Ventilator (Ireland),
OxyGen
(Tây
Ban Nha), Open
Source Against COVID-19 (Bỉ).
Theo André, là quan trọng để phân biệt
các sáng kiến ‘ăn cướp’ mà “trang thiết bị y tế
kỹ thuật nghịch đảo” từ các sáng kiến khác đang
phát triển các thiết kế mới qua những cộng tác chính
thức hơn và/hoặc các quan hệ đối tác bởi các trường
đại học, các công ty, và các trung tâm nghiên cứu.
“Thông tin về điều sau là chưa rõ vì là khó để phân
biệt bản chất tự nhiên của sáng kiến đó”, ông nhấn
mạnh. “Chúng tôi không luôn biết được liệu các bằng
sáng chế sẽ được đệ trình sau này hay liệu chúng có
là những thiết kế nguồn mở sẵn sàng vạn năng hay
không”.
Để tránh
các vấn đề về
sở hữu trí tuệ (IP), và làm rõ các kết quả của các
cộng tác đó là nguồn mở, Creative Commons đang thúc giục
các cá nhân, công ty, và các cơ sở nghiên cứu sử dụng
rõ ràng một giấy phép nguồn mở hoặc dấu hiệu
Cam
kết COVID Mở (
Open
COVID
Pledge) - nó trao sự truy cập công khai tự do, tạm
thời cho các quyền IP để hỗ trợ giải quyết khủng
hoảng COVID-19, loại bỏ các rào cản tới tri thức và
các phát minh có thể cứu được nhiều cuộc sống và
hạn chế thiệt hại.
PS: Bạn không cần biết làm thế nào
để vận hành một máy in 3D, máy cắt laser, hay máy may để
trợ giúp. Bạn có thể tài trợ các nguyên liệu, tiền
bạc, hoặc thời gian của bạn cho từng sáng kiến. Chỉ
cần ngó qua các website của họ!
Điều gì tiếp theo?
Tình hình hiện nay không là lý tưởng. Sự
tăng trưởng bùng nổ phần cứng nguồn mở trong vài tuần
qua là kết quả trực tiếp của việc thiếu hút nghiêm
trọng nguồn cung y tế khắp thế giới - và không may, các
nỗ lực hiện hành là khá đặc biệt, khó mở rộng phạm
vi, và được tổ chức lỏng lẻo. Vì thế, là không thể
đoán trước được điều gì sẽ xảy ra cho tất cả
phần cứng nguồn mở được phát triển có liên quan tới
COVID-19. Các thiết kế đó liệu sẽ trở thành các lựa
chọn thay thế hợp pháp cho những ai thấy trên thị
trường một khi đại dịch qua đi? Liệu chúng có được
sử dụng để sửa lỗi “không phù hợp” các thiết bị
y tế trên toàn cầu? Hay liệu chúng chỉ đơn giản được
đại diện cho các các kho lưu trữ lịch sử kỹ thuật
số? Có các câu hỏi quan trọng sẽ cần được kiểm
ngiệm trong các tháng sắp tới.
Còn bây giờ, hãy làm việc.
Nếu bạn có câu
hỏi liên quan tới các giấy phép CC và cách chúng áp dụng
cho các thiết kế phần cứng hay Cam kết COVID Mở, vui
lòng liên hệ với chúng tôi tại địa chỉ
info@creativecommons.org.
You’ve heard
the stories: engineers 3D printing face shields in their basements;
do-it-yourself hobbyists sewing face masks; and fashion designers
crafting personal protection gowns.
Globally,
people are trying to help fill the medical supply gap caused by the
COVID-19
pandemic through open-source
medical hardware.
It’s a heartwarming display of global ingenuity, innovation, and
collaboration. In
this post, we answer your questions about open-source medical
hardware and provide some insight into what you can do to help.
Open-source
hardware: the designs of
physical objects that are openly licensed so they can be modified,
created, and distributed without restrictions.
Why is
open-source medical hardware important?
It’s
easy to forget, with such a flurry of increased activity, that
open-source medical hardware is not new. In fact, it
has
been instrumental in providing medical devices and equipment to
under-resourced healthcare workers and facilities for years—a need
that predates the COVID-19 pandemic. For example, following the H1N1
pandemic, medical professors at Swansea University published
open-source instructions for a low-cost
emergency ventilator.
In
a 2010 report titled, “Managing
the Mismatch,”
the World Health Organization (WHO) stated, “Research is making
rapid progress within the development of sophisticated medical
technologies…Yet despite this progress, the majority of the world’s
population has little or no access to many of these innovations.”
In particular, the WHO detailed a significant “mismatch” in the
availability of relevant, effective medical devices for localized
public health needs, highlighting that “70–90% of all medical
devices donated to the developing world never function as intended.”
Four important components of correcting this “mismatch” are
availability, accessibility, appropriate(ness), and
affordability—this is where open-source medical hardware comes in,
as Dr. Gerrit Niezen et. al. explained
in
a 2016 research article:
A 3D printer
builds a stethoscope using The Glia Project’s open-source design.
Source: The Glia Project (CC BY-SA)
“Making
the hardware design available under an open source license allows
anyone to improve and contribute to the device design, leading to
very rapid innovation compared to traditional methods. It also
enables the design to be modified for very specific uses, and makes
the devices easy to repair…This has great potential for making
medical devices more accessible in the developing world, where
devices can also be designed as open-source and built for specific
use cases, instead of having to depend on donated equipment.”
A
clear example of a medical device “mismatch” is the cost of a
stethoscope compared to its necessity. Although stethoscopes are one
of the most important tools for healthcare workers, on the market, a
reliable stethoscope costs between $90.00 – $200.00 USD and is
almost impossible to come by in low-resource settings. After noticing
this issue while working in Gaza, Dr.
Tarek Loubani, an emergency room physician in Canada and
recipient of the 2020 Bassel Khartabil Fellowship, created an
open-source design for stethoscopes in 2018 that can be 3D printed
for around $3.00 USD. Through his charity, The
Glia Project, Dr.
Loubani now creates and releases open-source designs for
stethoscopes, tourniquets, and otoscopes so that they can be produced
cheaply by anyone with a 3D printer. The charity not only creates
these designs, they also train people in under-resourced and
conflict-ridden areas to use 3D printers and deploy these medical
devices in the field. “The Glia Project is first and foremost a
project about independence,” explained Dr. Loubani in a 2019
interview.
Just
recently, in response to the pandemic, the organization turned to
creating face masks for Canadian health workers. “That’s been my
promise to my colleagues,” Dr. Loubani recently told
the
CBC,
“And soon that will be my promise to all health-care workers in
Canada.”
Creating
open-source medical hardware during the COVID-19 pandemic
What’s the
manufacturing process?
The process of
identifying an open-source hardware design and manufacturing a final
product differs depending on a variety of factors, such as design
complexity, resource allocation, safety requirements, delivery needs,
etc. In some cases, once an open-source design is created in-house,
or identified elsewhere, the manufacturing process can be relatively
quick. “The most important thing is to test the settings, optimize,
adapt the design to your local resources, and test with professionals
at hospitals. If it works, then you proceed,” said André
Rocha, assistant professor at the Escola Superior de Educação
de Lisboa, co-coordinator of FabLab
Benfica, and an active member of CC Portugal.
“The
most important thing is to test the settings, optimize, adapt the
design to your local resources, and test with professionals at
hospitals.”
For example, a
face shield—an important component of personal
protection equipment (PPE)—is very “fabricatable,” meaning
it’s easy to design and manufacture with a 3D printer, taking
around 20 minutes to an hour. Due to the global shortage of face
shields, there are many people utilizing open-source designs to
manufacture and deliver these to healthcare workers. This includes
Darrell Currington, who runs the Rapid
Prototyping Centre at OCAD University in Toronto, Canada. “We’re
currently working on the production of 3D printed visors which are
used to make face shields for hospitals,” he explained over email,
“With the university closed down, we weren’t able to run the
facility as we normally would. So I decided the best thing we could
do was to take what equipment we could, and distribute it among our
staff, and faculty that would be most familiar with the technology.”
Although
3D printing is a low-cost and quick way to create PPE components like
face shields, there are instances in which it’s better to use other
technologies like laser cutting to manufacture more reliable and
effective devices—this is especially true for more complex devices
like a positive
pressure helmet (PPH). A PPH supplies filtered and precise
airflow to the wearer. “Imagine an inflatable bubble on your head,”
André explained. These have been
used in
hospitals where COVID-19 cases have overwhelmed the healthcare
system, such as Italy. PPHs can relieve the pressure on ventilators
and prevent sick people from contaminating the air in crowded
hospitals. The
process of designing and manufacturing a PPH is more complex than a
face shield, requiring more collaboration with industrial companies
and medical experts, more materials, and more tests to ensure the
hardware is safe and reliable. Therefore, the pace of production and
delivery is relatively slow.
André
is currently tracking a PPH project launched by
the
Fab Foundation.
The open project’s documentation can be tracked here
and
the repository is located here.
How are requests
received and delivered?
Again,
this varies widely depending on the specific context. In some cases,
requests are formally channeled through government officials and/or
hospital administrators and delivered by established organizations.
In other cases, the requests are made informally by healthcare
workers and hand-delivered through small volunteer groups or
individuals, like Coronavirus
Makers in
Madrid, Spain. André’s group in Lisbon, Portugal receives PPE
supply requests directly from local healthcare workers. “All the
help and requests are informal,” he explained, “We [the
volunteers] meet remotely almost every day to prepare next day
donations to hospitals, police squads, and next developments.”
Unfortunately,
volunteer groups and individual efforts suffer from limited capacity
and resources—thus, they’re unable to scale their efforts. André
and his group are hoping to overcome these challenges by
“developing
cutting stamps for printing houses that can deliver a few thousand
[face shields] in a couple of hours.” However, localized
challenges, like a scarcity of the necessary materials to manufacture
the supplies, are more difficult to solve. “The effort here is to
create versions for different materials, thicknesses, and production
processes based on available resources,” he explained.
Are these
devices safe?
The landscape of
open-source hardware feels a bit like the “wild wild west” due to
the urgency and desperation of the current situation. However,
ensuring that open-source hardware is safe and reliable is
imperative. The devices developed by The Glia Project and their
production site, for example, are approved by Health Canada. However,
that approval process takes time and resources—neither of which are
readily available during a crisis like the COVID-19 pandemic.
In
many countries, safety information and regulations around medical
devices are publicly available and should be followed.
Therefore,
it’s important that manufacturers (even those do-it-yourself
hobbyists sewing face masks) do their due diligence in ensuring their
products are safe. But how? “I think the most basic level is to
test solutions with local health professionals,” emphasized André,
“Another is to be extremely careful during fabrication. Everything
should be validated by professionals before usage…In projects that
represent higher complexity, I believe that [public health]
authorities should be involved and contacted.” Darrell’s group,
for example, checked with Michael
Garron Hospital
in
Toronto for a tested and approved 3D printed face shield design
before starting their efforts. “The hospital had worked with a
designer named Shawn Lim, they tested his design, and found they
could sanitize the visor and it would be safe for use in their
hospital,” Darrell explained, “They then posted the design on
their website
and
asked for anyone with a 3D printer to contribute…As of this evening
[April 9] we should have just under 1000 units ready for drop off at
the hospital on Tuesday.”
In many
countries, safety information and regulations around medical devices
are publicly available and should be followed. For example, the
United States Federal Drug Administration (FDA) lists regulatory
standards for a variety of devices on their website, and in response
to COVID-19, they’ve curated
specific information on ventilators and PPE.
Where can I
find open-source initiatives and designs?
There
are hundreds, if not thousands, of different open-source hardware
initiatives that you can contribute to and designs that you can
utilize. There are a few repositories that you can search through,
including Appropedia,
Wikifactory,
and Public Invention’s “Evaluation
of Open Source Ventilators,”
as
well as loosely organized social media groups to join, including the
aforementioned Helpful
Engineering Group
on
Slack and Open
Source COVID-19 Medical Supplies
(OSCMS)
on Facebook. Just One Giant Lab (JOGL) has also launched several
projects under their OpenCovid19
Initiative. There are also more country-specific initiatives and
designs, such as Breath4Life
(Belgium),
Un Respiro
(Argentina),
Fast
Jungle Face Shield
(Panama),
Make4Covid
(USA),
VentilAid
(Poland),
Open
Source Ventilator
(Ireland),
OxyGen
(Spain),
Open
Source Against COVID-19
(Belgium).
According to
André, it’s important to distinguish ‘pirate’ initiatives that
“reverse-engineer medical equipment” from other initiatives
developing new designs through more official collaborations and/or
partnerships by universities, companies, and research centers.
“Information about the latter is unclear because it is hard to
distinguish the nature of the initiative,” he emphasized, “We
don’t always know if patents will be filed later on or if they are
universally available open-source designs.”
In
order to avoid
intellectual property (IP) issues,
and make it clear the results of these collaborations are open
source, Creative Commons is urging individuals, companies, and
research institutions to clearly utilize an open-source license or
sign the Open
COVID
Pledge—which
grants the public free, temporary access to IP rights in support of
solving the COVID-19 crisis, removing obstacles to knowledge and
inventions that could save lives and limit suffering.
P.s. You
don’t need to know how to operate a 3D printer, laser cutter, or
sewing machine to help out. You can donate materials, money, or your
time to each initiative. Just take a look at their websites!
What’s
next?
The current
situation is not ideal. The explosive growth of open-source hardware
over recent weeks is the direct result of devastating medical supply
shortages across the world—and unfortunately, current efforts are
relatively ad hoc, difficult to scale, and loosely organized.
Therefore, it’s impossible to predict what will happen to all of
the open-source hardware developed in reaction to COVID-19. Will
these designs become legitimate alternatives to those found on the
market once the pandemic is over? Will they be used to correct the
“mismatch” of medical devices globally? Or will they simply be
relegated to the digital archives of history? These are important
questions that will need to be examined in the coming months.
For now, let’s
get to work.
If you
have a question regarding CC Licenses and how they apply to hardware
designs or the Open COVID Pledge, please feel free to contact us at
info@creativecommons.org.
Dịch: Lê Trung Nghĩa