Bên trong một startup sản xuất mặt nạ tránh Covid-19 và dụng cụ xét nghiệm bằng công nghệ in 3D

Gần một tuần lễ trước, Joe DeSimone, nhà đồng sáng lập startup kỳ lân Carbon - chuyên cung cấp dịch vụ in 3D và Ellen Kullman, người đảm nhiệm vai trò CEO của công ty từ tháng 11/2019, bắt đầu nghĩ về việc liệu công nghệ hiện có của công ty có thể giúp giải quyết nhu cầu ngày một tăng cao của ngành y tế trong bối cảnh đại dịch Covid-19 bùng phát.

Với sự thiếu hụt nghiêm trọng từ máy thông gió cho đến mặt nạ bảo vệ, họ đã cùng nhau thảo luận liệu có khoảng trống nào mà công nghệ in 3D có thể lấp đầy? Và cuối cùng, họ đi đến thống nhất với 2 dòng sản phẩm: các thiết bị bảo vệ cá nhân và que lấy mẫu thử phục vụ cho công tác xét nghiệm.

Thế là trong suốt cuối tuần trước, công ty đã làm việc không ngừng nghỉ nhằm thiết kế ra một thiết bị bảo vệ khuôn mặt, với sự hợp tác với Verily (một công ty con của tập đoàn Alphabet chuyên về cứu khoa học), sau đó ứng dụng công nghệ in 3D để tạo ra những phiên bản thử nghiệm đầu tiên và gửi chúng đến bệnh viên Stanford và tổ chức phi lợi nhuận Kaiser Permanente để thực hiện quy trình đánh giá chất lượng.

Cùng lúc đó, các chuyên gia thiết kế của Carbon cũng bắt đầu làm việc trên sản phẩm que lấy mẫu xét nghiệm Covid-19 ứng dụng công nghệ in 3D, vốn cũng đang trong tình trạng thiếu hụt nguồn cung, với hy vọng có thể đẩy nhanh quá trình thực hiện các xét nghiệm cho người dân. DeSimone và Kullman đồng thời gửi các sản phẩm mặt nạ bảo vệ của công ty đến một loạt các bệnh viện, và không lâu sau đó, họ nhận được “cái gật đầu” từ phía các cơ quan chức năng cho phép sản xuất sản phẩm kể trên mà không cần phải hoàn thiện quá trình chuẩn bị hồ sơ nộp lên Hiệp hội quản lý dược phẩm và lương thực Mỹ - FDA. Họ cũng hy vọng rằng công ty có thể sớm phân phối sản phẩm que lấy mẫu xét nghiệm, tuy nhiên chưa đưa ra mốc thời gian cụ thể.

“Chúng tôi đã bắt tay ngay vào công việc, làm việc không ngừng nghỉ”, theo DeSimone, 55 tuổi, một cựu giáo sự tại trường Đại học Bắc Carolina tại Chapel Hill, người thành lập công ty vào năm 2013.

Trong khi phần lớn nhân viên tại chi nhánh Redwood, bang Califonia, của công ty đang thực hiện hình thức làm việc tại nhà theo quy định ban hành từ chính quyền bang, vẫn còn một nhóm nhỏ các nhân viên của công ty đảm nhiệm trọng trách vận hành các máy in 3D ở quy mô công nghiệp. “Tôi nghĩ rằng đây là một thời khắc trọng đại cho Carbon, đất nước này cần chúng tôi”, ông cho biết.

Khi mà dịch bệnh Covid-19 bùng nổ và nguồn cung các thiết bị, vật tư y tế ngày càng cạn kiệt, các tập đoàn đang phải nỗ lực hết mình nhằm mục tiêu có thể lấp đầy khoảng thiếu hụt đó. Ford thông báo rằng công ty này đang hợp tác với 3M và GE Healthcare, để cùng nhau sản xuất hệ thống máy thông gió cũng như máy thở. Nhưng cuộc khủng hoảng này cũng tạo ra một bước ngoặt cho ngành công nghiệp in 3D, vốn trong vài năm qua vẫn đi tìm những cơ hội để có thể chứng minh khả năng của mình.

Đây là một công nghệ tiên tiến có thể giúp sản xuất ra những bộ phận, linh kiện trên quy mô lớn, tại bất cứ nơi đâu trong cùng một thời điểm và quá trình đi từ thiết kế đến sản xuất có thể chỉ gói gọn trong một ngày. Có thể nói, đây là công nghệ được tạo ra, nhằm đối phó với những cuộc khủng hoảng như ở thời điểm hiện tại.

Chuyên gia phân tích lĩnh vực in 3D Terry Wohlers chỉ ra rằng “có đến hàng hàng trăm ứng dụng” mà công nghệ này có thể được sử dụng để đối phó với virus Covid-19. Theo ước tính của ông, có đến 47.000 máy in 3D quy mô công nghiệp đã được lắp đặt trên lãnh thổ Mỹ. Và phần lớn những máy in này có thể được sử dụng để chống lại dịch bệnh khi mà các ngành công nghiệp như hàng không, xe hơi và nhiều ngành sản xuất khác, những đơn vị ứng dụng công nghệ này trong quá trình sản xuất của mình, đang hoạt động cầm chừng trong thời gian khó khăn này”. “Có những hệ thống có công suất sản xuất rất lớn. Chúng ta cần phải khiến chúng hoạt động”, theo Wohlers.

HP, Formlabs, Desktop Metal, Stratasys và nhiều công ty khác đang làm tất cả những gì có thể thông qua công nghệ in 3D để đưa Mỹ thoát khỏi tình trạng khó khăn hiện tại. Ví dụ, HP đã thiết kế ra những thiết bị ứng dụng công nghệ in 3D, trong đó có thể kể tới thiết bị mở cửa không cần chạm tay, nấc điều chỉnh mặt nạ bảo vệ. Công ty này cũng đang làm việc trên các linh kiện cấu thành lên máy thở, vốn đang được sử dụng để điều trị cho các bệnh nhân nhiễm Covid-19.

HP có thể sử dụng thiết kế được sáng tạo tại cộng hòa Séc, sau đó thay đổi một chút để phù hợp với nhu cầu và mục đích sử dụng tại nhiều quốc gia khác, vốn đang bị ảnh hưởng nặng nề bởi dịch Covid-19.

“Yếu tố quan trọng nhất của công nghệ in 3D đó là chỉ trong một vài tuần, bạn có thể hoàn thành các công đoạn từ thiết kế cho đến sản xuất đại trà”, theo Ramon Pastor, người đứng đầu mảng sản xuất sản phẩm ứng dụng kỹ thuật số và công nghệ in 3D của HP. “Chúng tôi đã phân phối hàng ngàn thiết bị tới các bệnh viện”.

Những nỗ lực của Carbon chỉ là một mảnh ghép nhỏ trong một bức tranh lớn hơn về ngành công nghiệp còn hết sức mới mẻ này, nhưng đây lại là công ty hết sức đặc biệt khi được coi là một trong những doanh nghiệp thành công nhất trong số các startup chuyên cung cấp dịch vụ in 3D kể từ khi công ty này được thành lập vào năm 2013.

Công ty đã huy động được 680 triệu USD tiền đầu tư từ Sequia Capital, Madrone Capital Partners, Baillie Gifford và hiện đang có giá trị ước tính rơi vào khoảng 2,4 tỷ USD. Trong khi DeSimone là một nhà hóa học, Kullman, 64 tuổi, là một người phụ nữ đầy quyền lực. Bà từng là CEO của DuPont, và có kinh nghiệm dày dạn trong các chuỗi cung ứng toàn cầu.

Những mẫu que thử đang trong quá trình nghiên cứu của Carbon. Ảnh: Forbes

Công nghệ in 3D của Carbon được gọi với cái tên Digital Light Synthesis, vốn khá nổi tiếng khi được ứng dụng bởi Adidas, qua đó công ty thời trang này sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất ra các lớp đế đàn hồi, góp phần vào trọng lượng nhẹ của các sản phẩm giày của hãng. Công ty này cũng hợp tác với Riddell sản xuất sản phẩm mũ bảo hiểm sử dụng bởi các cầu thủ thi đấu môn bóng bầu dục; hợp tác với DentSply Serona sản xuất bộ chỉnh hàm và hàm răng giả... Đã có gần 1.000 máy tin của Carbon đang hoạt động trong lĩnh vực này.

Để có thể sản xuất ra sản phẩm mặt nạ bảo vệ, DeSimone cho biết, các nhà thiết kế phải sử dụng 3 loại chất dẻo nhân tạo trong đó bao gồm một loại được sử dụng trong đế giày của Adidas, một loại được sử dụng trong các sản phẩm nha khoa. Với việc ứng dụng 3 loại chất dẻo nhân tạo và có đến 3 thiết kế, ông cho biết, ngày càng có nhiều các khách hàng của công ty, những đơn vị đang sở hữu những thiết bị máy in hiện không làm việc, có thể chung tay sản xuất sản phẩm này với số lượng lớn.

“Mặt nạ bảo vệ có công dụng rất tốt và có thể được sản xuất từ nhiều loại chất dẻo nhân tạo khác nhau. Nhu cầu với mặt hàng này đang rất lớn và cấp thiết”, ông cho biết.

Vào ngày 23/3 vừa qua, DeSimone đã tổ chức một cuộc hội thảo trực tuyến với sự tham gia của hơn 300 khách hàng cũng như các đối tác của công ty. Startup kỳ lân này cũng dự kiến công bố các mẫu thiết kế sản phẩm phục vụ lĩnh vực y tế trên website của mình để bất cứ ai (bao gồm cả những công ty đối thủ) có thể tiếp cận. Sản phẩm mặt nạ bảo vệ không phải là một sản phẩm bị kiểm soát chặt chẽ từ các cơ quan chức năng, Carbon cho biết, công ty sẽ cung cấp khoảng 300 sản phẩm đến tay các nhân viên y tế trong tuần này và sẽ tăng số lượng lên trong những tuần tiếp đó.

Một dụng cụ lấy mẫu xét nghiệm nghe chừng có vẻ đơn giản, nhưng các nhà thiết kế của Carbon đã phải trải qua một quá trình nghiên cứu rất dài, thử nghiệm một loạt mẫu thiết kế khác nhau. Công ty đã và đang nỗ lực để có thể xác nhận tính hợp pháp cho các thiết kế với sự trợ giúp của Trung tâm Y tế Stanford, Trường Y Khoa Harvard và phòng thí nghiệm sinh học của Chan Zurkerburg, cùng với nhiều đơn vị khác. Chỉ trong hai ngày cuối tuần trước, Carbon đã chuyển các mẫu thiết kế đến cho các đối tác trong lĩnh vực y tế của mình để kiểm nghiệm. “Phần khó khăn nhất đó là chúng tôi tất cả đều làm việc tại nhà”, Kullman cho biết.

DeSimone cho biết các sản phẩm cuối cùng đã vượt qua các bài test về mức độ dễ chịu và hiệu quả tại Stanford, một bước quan trọng cho phép công ty nhận được “cái gật đầu” từ FDA. Cuối ngày 24/3, công ty đã quyết định sáng tạo ra một thiết kế lấy cảm hứng từ 2 mẫu tốt nhất trong tổng số 7 thiết kế của công ty.

Carbon có lợi thế trong việc sớm được thông qua các thủ tục pháp lý do họ sử dụng những nguyên liệu vốn đã được công nhận bởi FDA trước đó, và một trong số những đối tác của công ty cũng đã nhận được chứng chỉ cho phép họ có thể vận chuyển các sản phẩm ngành y. Tiếp theo, công ty này phải tìm ra bằng cách nào họ có thể phân phối que lấy mẫu xét nghiệm đến những nơi cần nó nhất. “Một khi mọi thứ đi vào ổn định, quá trình này sẽ rất nhanh”, Kullman cho biết. “Nhưng đây là một sản phẩm chịu sự quản lý từ các cơ quan chức năng, và chúng tôi sẽ rất cẩn thận trong quá trình phát triển nó”.