3D 打印：应对 COVID-19 PPE 短缺的创新响应

鉴于COVID-19 冠状病毒传播导致的当前紧急形势，团结与创新催生了巨大举措和解决方案，特别是缓解医疗设备和个人防护装备（PPE）短缺。

从3D 打印领域，众多工程师和材料制造商联合医疗专家，设计 PPE（个人防护装备）模型以保护医护人员健康并便利其工作，同时开发阀门、呼吸机连接器、辅助呼吸机等原型以缓解医疗设备短缺。

此外，许多Maker 社区启动 3D 打印机制造这些设备。西班牙涌现 Coronavirus Makers 倡议，拥有数千志愿者的非营利平台。德国、意大利、智利、阿根廷、哥伦比亚等国也有类似倡议。

下文汇总各企业和协会免费公开的各类防护装备和医疗物资设计，可下载 STL 格式在几乎任何 FDM 打印机上打印。

须注意：部分模型未经相应卫生部门认证或批准，不同地区或国家的制造认证要求可能不同。

口罩

3D 打印资源平台和各 3D 行业公司页面均分享适用于任何 FDM 3D 打印机的各类口罩模型。

须强调：除非配备必要滤芯，这些口罩仅作为病毒的物理屏障，且感染时有助防止传播。

几天前我们分享了 Copper3D 团队开发的 Nanohack 口罩设计，近期该团队发布更新设计：NanoHack 2.0，采用一体式结构、坚固气密，须用 PLActive 和 MDFlex 抗菌丝材打印以提供对外部环境的最大防护。

PLActive 是可回收生物相容性聚合物，含纳米铜复合材料，经证实具抗菌性能。

得益于设计，NanoHack 2.0 能防护空气颗粒并防止污染液体进入呼吸道。NanoHack 使用手术口罩同材料（无纺聚丙烯）作为过滤系统。为达最佳防护，建议使用三层无纺聚丙烯滤芯，嵌入口罩内。据多项研究，对 1 微米微生物过滤效率达 96.4%，对 0.02 微米微生物达 89.5%。

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面罩

网上有无数面罩和护目镜模型。Prusa 开发多个原型，经捷克卫生部验证。最终推出两个版本：RC1 和 RC2。

此设计由刚性结构和柔性透明醋酸塑料片组成。刚性结构 3D 打印，再适配塑料片作为屏幕。RC1 版单次打印可容纳更多零件，RC2 版防护稍强且佩戴更舒适。

屏幕使用 0.5mm 厚 PETG 片，也可用厚度相似的其他透明柔性材料如透明醋酸片。

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建议用 30% 填充 PETG 打印，也可用 PLA 或 ABS。为送达医疗中心，必须用漂白水水浴（比例 50:1）消毒后用水冲洗，避免医护人员间接传播风险。

呼吸机和阀门

鉴于自给式呼吸机短缺，多工程师团队联合不同机构和医护人员，利用 3D 打印开发原型并制造组成部件。

巴塞罗那自由贸易区联盟联合 HP、Leitat 和 SEAT，开发利用 3D 打印制造零件的呼吸机原型，利用汽车雨刮电机等元件。该设备命名为OxyGEN，已获 Sabadell Parc Taulí 医院专家验证。优势之一是生产可扩展。

另一解决方案是使用适配器让同一呼吸机服务多患者，如 Copper3D 开发的"H" 型连接器。设计最小化死腔体积，防止因不必要连接导致气体泄漏。Copper3D 建议用 PLActive 打印，因其抗菌性和生物相容性。

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多家医院缺乏治疗呼吸并发症患者所需的呼吸机相关关键部件。如文丘里阀，用于调节呼吸机导入患者的氧浓度。

用户可获多种设计，如 Cults 平台提供的此款。

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其他设备

除 PPE 和针对 COVID-19 患者的特定设备外，还开发各种工具避免日常活动中间接接触传染（门窗把手、电梯按钮等）。

StopCovid-19 戒指 是易打印戒指，设计用于不直接接触按压开关和按钮。

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Materialise 等公司开发门把手安装装置，实现免手开门。适配不同把手格式（圆柱、矩形、圆形等）的多个版本可从其网站免费下载。

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结合前两者优势，有LU-Touch：开关门窗工具，同时也是按钮和开关的按压器。LU-Touch 免费下载，可在任何 FDM 3D 打印机打印。无打印机用户也可购买成品。

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使用这些工具可最大程度降低日常活动中间接接触传染可能性。为更安全，使用后必须消毒工具。也须记住：使用此类工具不豁免遵守推荐安全规则：勤洗手、不触摸面部等。

特定材料

制造个人防护装备的特定材料中，我们重点推荐 PLActive 和 MDFlex，因其抗菌抗病毒特性。也推荐用于打印适配自给式呼吸机的扩展装置和阀门。

通用材料

制造因用途不需生物相容或抗菌材料的面罩或阀门，可用 FDM 3D 打印基础材料如 PLA 或 PETG；这些元件不需要特定性能，虽需一定刚性，不建议用 Flexfill 或 FilaFlex 等柔性材料。

有了这些免费下载文件，任何拥有 FDM 3D 打印机和上述材料的用户都能贡献力量，帮助阻止大流行和当前令人担忧的形势。