Pour la première fois, les laboratoires du monde entier peuvent imprimer en 3D leurs propres microscopes de précision pour analyser des échantillons et détecter des maladies, grâce à une conception open source créée à l'Université de Bath.

Le microscope OpenFlexure, décrit dans Biomedical Optics Express, est un instrument entièrement automatisé de qualité laboratoire avec positionnement motorisé de l'échantillon et contrôle de la mise au point. Il est unique parmi les microscopes imprimés en 3D dans sa capacité à produire des images de haute qualité. Il a été conçu pour être facile à utiliser, avec une interface logicielle intuitive et des procédures d'alignement simplifiées. Il est également hautement personnalisable, ce qui signifie qu'il peut être adapté pour un usage en laboratoire, à l'école et à la maison.

Mieux encore, la conception de Bath est beaucoup plus abordable qu'un microscope commercial, à la fois en termes de coût initial et de coûts de maintenance de l'équipement. Un microscope commercial destiné à être utilisé en laboratoire peut se vendre des dizaines de milliers de livres. Un microscope OpenFlexure peut être construit pour aussi peu que 15 £ ou 18 $ US (cela couvrirait le coût du plastique imprimé, d'un appareil photo et du matériel de fixation). Une version haut de gamme coûterait quelques centaines de livres à produire et comprendrait un objectif de microscope et un ordinateur Raspberry Pi intégré.

Le Dr Joel Collins, co-créateur du microscope et chercheur en physique à l'Université de Bath, a déclaré :"Nous voulons que ces microscopes soient utilisés dans le monde entier, dans les écoles, les laboratoires de recherche, les cliniques et les domiciles des gens s'ils veulent un microscope juste pour s'amuser. Vous devez être en mesure de le ramasser et de l'utiliser immédiatement. Il faut aussi qu'il soit abordable."

À ce jour, plus de 100 microscopes OpenFlexure ont été imprimés en Tanzanie et au Kenya, démontrant la viabilité d'un matériel complexe conceptualisé dans une partie du monde et fabriqué ailleurs.

Le co-créateur, le Dr Richard Bowman, a déclaré :"Nos partenaires tanzaniens, STICLab, ont modifié la conception pour mieux s'adapter à leur marché local, démontrant une autre force clé du matériel open source : la capacité de personnaliser, d'améliorer et de s'approprier un produit."

Covid-19 et dispositifs médicaux imprimés en 3D

Il y a eu un regain d'intérêt pour les imprimantes 3D depuis le début de la pandémie, avec de nombreux projets dans le monde entier pour développer des ventilateurs 3D open source à faible coût - ou des pièces de ventilateur - pour faire face à la pénurie mondiale .

Cependant, un élément de matériel médical nécessite des années de contrôles de sécurité détaillés avant de pouvoir être utilisé de manière fiable à des fins médicales ou de laboratoire - le projet OpenFlexure Microscope, par exemple, a pris cinq ans pour être achevé. L'équipe de Bath pense qu'il est très peu probable qu'un nouveau ventilateur soit conçu et approuvé au cours de cette pandémie. Ils disent qu'il est beaucoup plus probable que les modifications des conceptions existantes soient choisies par les autorités sanitaires, là où c'est une option.

Le Dr Bowman, qui travaille sur le projet OpenFlexure depuis sa création, d'abord de l'Université de Cambridge, puis du Département de physique de Bath, a déclaré :"Construire un dispositif médical critique pour la sécurité comme un ventilateur prend des années pour une organisation avec des centaines d'ingénieurs expérimentés et un système de gestion de la qualité établi. Fabriquer un ventilateur qui fonctionne en quelques semaines est une réalisation impressionnante, mais s'assurer qu'il est conforme même à la version d'urgence détendue des règles prend beaucoup plus de temps que de créer la conception initiale. Il sera encore plus difficile de démontrer à un organisme de réglementation que la conception et le processus de fabrication répondent à toutes les exigences."

Il ajouta,"Le revers de la médaille est que l'industrie des dispositifs médicaux est réglementée de manière très conservatrice, et ce serait une bonne chose si toute cette nouvelle attention (dans le matériel imprimé en 3D) signifie qu'il y a une refonte de la façon dont nous pouvons maintenir des normes de sécurité élevées tout en faisant il est plus facile de construire quelque chose si vous n'êtes pas une méga société."