In Svizzera piattaforma “open” per la stampa medicale in 3D

Il Centro di Trasferimento Tecnologico “Swiss m4m Center” di Bettlach, fondato su collaborazioni aperte, ha già 45 partner fra ditte e istituti

Dal 15 aprile è ufficiale, ma l’aura di attualità e di importanza della notizia non accenna a placarsi: il Centro Svizzero di Trasferimento Tecnologico per la Stampa a 3D nella Scienza Medica (lo “Swiss m4m Center”, per brevità…) ha soddisfatto i requisiti della certificazione della norma ISO 13485:2016.
È stato quindi autorizzato a produrre impianti e strumenti per pazienti umani, dando una sorta di segnale di partenza per numerosi progetti promettenti con le PMI svizzere, e la rete di partner comprende già 45 fra aziende e istituti di ricerca.

Video, ecco la stampa medicale 3D dello “Swiss m4m Center”

Okay lo standard ISO 13485:2016 per i dispositivi medtech

L’idea è tanto attraente quanto ovvia: dopo una diagnosi di dolorosa osteoartrite dell’anca, l’imaging medico crea un’immagine in tre dimensioni ad alta risoluzione dell’articolazione difettosa, e quindi la base per un impianto personalizzato.
I dati vengono ulteriormente elaborati e alla fine finiscono come un modello digitale in una stampante 3D, che produce il singolo pezzo con un adattamento preciso e a costi ottimizzati.
L’obiettivo dello “Swiss m4m Center” a Bettlach, nel Cantone di Soletta, è quello di promuovere queste e altre idee che la stampa 3D ha reso possibili.
Aperto soltanto nel settembre 2020, il Centro è stato certificato con successo, secondo l’esigente standard ISO 13485:2016 per i dispositivi medici. Questo passo permette agli esperti di “m4m” di fabbricare prodotti reali per i pazienti con una linea di produzione che hanno installato e testato nei mesi scorsi.
La tecnologia è complessa: tre stampanti 3D massicce erano subito pronte a partire, integrate da diversi “colleghi” che sono altrettanto necessari per l’operatività.

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Almeno tre macchine alleate delle stampanti a tre dimensioni

Per esempio, un dispositivo delle dimensioni di un frigorifero per setacciare e pulire la materia prima per la stampante, come una lega di titanio in polvere. È la macchina “depowdering”, che ruota e fa girare i pezzi finiti sotto vibrazione fino a quando ogni ultimo granello di polvere non è sceso.
E una “fornace”, in cui i pezzi stampati vengono gradualmente riscaldati a 600-800 gradi: ricottura di distensione per eliminare le tensioni interne che la stampa 3D riscaldata lascia nel materiale.
Il vasto parco attrezzature dimostra due cose: primo, la stampa 3D è più complessa di quanto sembri a prima vista; e, secondo, è costosa: secondo Nicolas Bouduban, CEO dello “Swiss m4m Center”, l’investimento ammonta a circa due milioni di franchi svizzeri.
Questi investimenti sono inoltre sostenuti da tutti i partner con una buona volontà di cooperazione aperta, dice Bouduban: “Tutti contribuiscono, e ottengono in cambio visibilità, ordini di progetti o know-how”.

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Un progetto tutto orientato alle esigenze delle PMI elvetiche

Si tratta quindi di “un dare e un avere”, con vantaggi per tutti: produttori di materiali, produttori di attrezzature, sviluppatori di software per la gestione dei processi e della qualità, utenti potenziali come le cliniche che possono utilizzare nuovi prodotti medtech.
E soprattutto per le PMI svizzere, che non possiedono né le attrezzature né il know-how necessario per farle funzionare.
Per loro, lo “Swiss m4m Center” dovrebbe diventare un “terreno di coltura” per l’industrializzazione di protesi articolari o dentarie innovative e altri prodotti medici. “Dalla A alla Z, dall’idea all’analisi di mercato e al trasferimento fino alla produzione in serie”, come ne dice il motto.
Idee specifiche? “Sì”, dice Bouduban, “esistono già. Per esempio, impianti spinali di precisione per sostituire i dischi intervertebrali basati su dati 3D del paziente”.
“Ma prima che questi progetti possano decollare, c’è sempre la questione se un’idea è adatta alla stampa a tre dimensioni”, spiega il membro del consiglio Andreas Wenger, direttore generale di Precipart SA, che fornisce alle aziende di tutto il mondo componenti di tecnologia medica.

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Fresature o forature “semplici” come antidoto ai costi elevati

“Con il clamore di oggi intorno alla stampa 3D”, dice Wenger, “è importante sapere e capire dove questa tecnologia abbia senso”.
Dopo tutto, ci sono processi collaudati nella lavorazione dei metalli. Prendiamo la fresatura, per esempio: se un prodotto desiderato può essere fabbricato in modo efficiente con essa, la stampa 3D sovente non è più competitiva perché richiede troppo tempo, ed è quindi troppo costosa.
“Gli ingegneri di sviluppo devono pensare in 3D per ottenere il massimo da questa nuova tecnologia”, dice Wenger. “Allo ‘Swiss m4m Center’ trasmettiamo questo know-how”.

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La differenza la fa evitare successive forature o fresature

Il processo può portare vantaggi significativi per i pezzi complessi: per esempio, quando un impianto può essere modellato in un solo passaggio, senza la necessità di una successiva foratura o fresatura.
C’è anche un grande potenziale nelle applicazioni in cui diverse parti vengono combinate e prodotte in un unico componente.
Come esempio, Wenger cita un impianto che è attualmente in fase di co-progettazione a Bettlach, con strutture tubolari all’interno: canali nascosti che forniscono il raffreddamento. “Non è possibile produrre questo elemento in un unico passaggio con qualsiasi altro processo”.
La sua conclusione: la stampa 3D può essere una soluzione vantaggiosa per le richieste più esigenti; per volumi piccoli o anche alti, un’opportunità per le piccole e medie imprese nella catena di approvvigionamento e anche per le aziende medtech. Il potenziale teorico è davvero abbondante in Svizzera.

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1.400 aziende, 63.000 dipendenti, e servizi per 18 miliardi

L’industria biomedicale, fortemente rappresentata ai piedi del Giura meridionale, ha venduto prodotti e servizi per un valore di quasi 18 miliardi di franchi svizzeri nel 2019, grazie a circa 1.400 aziende e al know-how di un totale di 63.000 dipendenti.
Così, l’interesse per lo “Swiss m4m Center” è alle stelle. Quarantacinque partner sono saliti a bordo dall’apertura del progetto nel settembre 2019 a oggi. I follower si moltiplicano costantemente sulle piattaforme commerciali o di comunicazione come LinkedIn.
E un webinar del produttore svedese di polveri di titanio Sandvik, in cui il CEO Nicolas Bouduban ha presentato il centro, è stato seguito da diverse migliaia di persone.
“Il progetto sembra toccare un nervo scoperto”, dice Pierangelo Gröning, membro del consiglio di amministrazione dell’EMPA, che ha contribuito alla creazione dello “Swiss m4m Center” come cofondatore dell’iniziativa AM-TTC.
“Una linea di produzione senza scopo di lucro, con accesso esplicitamente aperto alle PMI: questo non è mai esistito prima in Svizzera”.

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Know-how condivise via Höhere Fachschule Technik Mittelland

Oltre al trasferimento di tecnologia, lo “Swiss m4m Center” si concentrerà anche sul trasferimento di conoscenze. Insieme alla Höhere Fachschule Technik Mittelland è stato sviluppato un concetto di formazione.
Allo stesso modo, l’EMPA offre infatti corsi di formazione continua con esperti a Bettlach e invierà anche i suoi apprendisti per la formazione in AM. Anche la Fondazione Svizzera per la Ricerca Microtecnica (FSRM) di Neuchâtel offre un corso specializzato.
Da poco tempo un responsabile della formazione è incaricato in modo specifico della specializzazione e del perfezionamento.
La risposta finora rende Nicolas Bouduban fiducioso, anche se il lavoro è davvero soltanto all’inizio. Sia che si tratti di impianti per pazienti che hanno subito fratture complicate, sia che si tratti di chirurgia orale o di protesi su misura: le soluzioni personalizzate sono un mercato in crescita per il CEO.
“Le possibilità nel settore medtech sono lungi dall’essere esaurite”, dice. “E sempre più aziende vogliono prendere piede in questo settore”.

Così la scienza dei dati è scesa in campo contro la povertà

Una rete svizzera (e gratuita) per la condivisione di tecnologie

Lo “Swiss m4m Center” fa parte dell’AM-TTC Alliance (Advanced Manufacturing Technology Transfer Centers) ed è finanziato da diverse fonti.
Il sostegno finanziario per la fase di avvio 2019-2020 è stato fornito dal Consiglio dei Politecnici Federali. Il Dipartimento Federale dell’Economia, dell’Educazione e della Ricerca, che ha classificato lo “Swiss m4m Center” come “istituzione di ricerca di importanza nazionale” verso la fine dello scorso anno, contribuirà al suo finanziamento fino al 2024.
Inoltre, i Cantoni di Berna e Soletta nonché numerosi partner provenienti dall’industria sostengono il progetto. L’AM-TTC Alliance è stata fondata su iniziativa del Laboratorio Federale Svizzero per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali e ha un mandato della Segreteria di Stato per la Formazione, la Ricerca e l’Innovazione per valutare le domande e monitorare lo sviluppo dei centri AM-TTC.
Oltre al centro svizzero “m4m”, c’è attualmente ANAXAM (Analytics with Neutrons and X-Rays for Advanced Manufacturing) presso l’Istituto Paul Scherrer (PSI).
L’AM-TTC Alliance lancerà un appello con l’obiettivo di stabilire due o tre centri aggiuntivi di settore.
Attualmente, l’Alleanza comprende 22 organizzazioni membri, tra cui, oltre all’EMPA, l’ETH di Zurigo, l’EPFL di Losanna e altri istituti di ricerca, nonché aziende come ABB e Siemens, e associazioni industriali.

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