Toen technisch bedrijfskundige Wilfred Weijers op televisie zag welke menselijke inspanningen er nodig zijn om spuiten met het Covid-19-vaccin handmatig te vullen, wist hij: dit kan sneller. Op eigen initiatief tekende hij in CAD-pakket SolidWorks de Vaxtractor: een compacte machine die geautomatiseerd 24 spuiten gelijktijdig kan vullen. Toen hij machinebouwer Demcon benaderde voor de verdere ontwikkeling en de productie van de machine, bedacht dit bedrijf zich niet en maakte direct de benodigde mensen en middelen vrij. Eenzelfde pragmatische instelling trof Weijers bij de medewerkers van het Erasmus Medisch Centrum, die hem hielpen met het valideren en certificeren van de Vaxtractor.
Samen optrekken tegen Covid-19 en andere virussen
In de strijd tegen de pandemie worden wereldwijd vaccinatiecampagnes uitgevoerd om zoveel mogelijk mensen binnen de kortst mogelijke tijd te vaccineren. Een logistieke opdracht die het uiterste van alle schakels in de keten vraagt. Beginnend bij de productie van het vaccin en het bewaren bij zeer lage temperaturen tot aan het transport naar de priklocaties, waar de vaccinaties worden voorbereid en toegediend.
Van grof naar fijn
Een succesvol verloop van een vaccinatiecampagne vraagt enerzijds snelheid. Anderzijds is er uiterste nauwkeurigheid nodig. Ieder vaccin is immers gekoppeld aan een mensenleven. ‘Dat betekent dat alle stappen in het proces met de grootste zorgvuldigheid worden genomen’, vertelt Weijers, eigenaar van technisch ontwerpbureau Atlas Metaal. ‘Wat dat betreft zou de automatisering van iedere handeling de campagne kunnen verbeteren qua snelheid én foutgevoeligheid. Bij mij gingen de ogen open toen ik begin 2021 tijdens een van de vele televisieprogramma’s over Covid-19 meekreeg hoe de spuiten worden “opgetrokken”.’
‘De machine verdient zich in iets meer dan veertig dagen terug’
Dit vulproces start met het uit de verpakking halen van spuit en naald. In het geval van het Pfizer-vaccin moet dit eerst nog worden aangevuld met een zoutoplossing en zorgvuldig worden gemengd. Na deze relatief eenvoudige handelingen volgt een veel nauwkeuriger werk: het vullen van de spuit met vaccin. Nauwkeurig omdat precies de juiste hoeveelheid moet worden opgetrokken én omdat de spuit vrij moet zijn van luchtbellen.
Weijers: ‘Dit proces wordt met grote nauwkeurigheid en zorgvuldigheid uitgevoerd, wat betekent dat het relatief lang duurt. Ik kon me voorstellen dat deze eentonige handelingen – die bovendien alleen mogen worden uitgevoerd door mensen met voldoende kennis en ervaring – bij uitstek geschikt zijn om te automatiseren. Ondanks een bedrijfskundige achtergrond ben ik altijd werkzaam geweest op het snijvlak van automatiseren, innovatie en techniek. Met 3D-tekenpakketten kon ik ook uitstekend overweg, dus waarom niet zelf een begin maken?’
Ontwerp voor een snelle bouw
Weijers kwam na acht weken achter zijn computer vandaan met een eerste ontwerp voor een compacte ‘vulmachine’: de Vaxtractor. Zijn tekeningenpakket was duidelijk meer dan een begin. Het ontwerp bevatte alle onderdelen, bewegingen en technische specificaties die een machinebouwer nodig heeft om de machine op korte termijn te kunnen bouwen. Waar mogelijk had Weijers de details zelf al zoveel mogelijk uitgezocht. De benodigde motoren, scanner en PLC-sturing zijn bijvoorbeeld geselecteerd in samenwerking met Eltrex Motion.
Met dit pakket wendde Weijers zich tot Demcon. Ontwikkelaar en bouwer van speciaalmachines en direct enthousiast over het idee. Directeur Dennis Schipper: ‘Als bedrijf ben je niet alleen op de wereld om omzet te draaien. Het idee en het ontwerp van Wilfred waren van een dermate hoge kwaliteit en de impact is in deze tijd zo groot, dat we dit als bedrijf graag wilden ondersteunen. Zonder ingewikkelde afspraken: Wilfred blijft eigenaar. Wij ontwikkelen het verder en produceren de machine, waarbij het risico bij ons ligt.’ De ontwikkeling door Demcon bestond onder meer uit het doorrekenen van de constructie en het bepalen van de exacte componenten zoals de geleidingen en sensoren. Daarnaast is het volledige programmeerwerk van de PLC door Demcon gerealiseerd, waarna het eerste prototype volgde.
Valideren en certificeren
Weijers spreekt van ‘een serieus fraaie machine’. ‘Zowel functioneel als esthetisch, wat we natuurlijk ook moesten testen en valideren. Hiervoor heb ik contact opgenomen met het Erasmus MC in Rotterdam. Ik trof daar een groep mensen waar je als ontwikkelaar alleen maar van kunt dromen: met hart voor de gezondheidszorg en bovendien volledig openstaand voor innovatieve ideeën. Het duurde dan ook niet lang voordat we daadwerkelijk de machine konden beproeven. Daarbij moet je je voorstellen dat dit een laboratoriummachine is, géén medische. Dat zorgt voor andere eisen en wetgeving, waardoor deze machine sneller en eenvoudiger is te valideren en certificeren.’
De exacte werking van de Vaxtractor wordt duidelijk via een video op de gelijknamige website. In het kort komt het erop neer dat spuiten – maximaal twaalf aan elke kant – met de naald omhoog verticaal in de machine worden geklemd. Eén of twee flesjes met vaccin aan iedere kant (dus in totaal twee of vier, afhankelijk van het vaccin) worden ondersteboven boven iedere spuit gebracht via een horizontale beweging. In een tweestapscyclus wordt de spuit gevuld en de naald zorgvuldig ontlucht. Hiervoor wordt de zuiger verschillende malen omhoog en omlaag bewogen in sequensen waarop octrooi is aangevraagd. Weijers: ‘De crux zit ‘m vooral in het effectief ontluchten van de spuit, zodat je zeker weet dat er geen luchtbellen achterblijven en je de spuit zeer nauwkeurig kunt optrekken.’
Link magazine editie februari 2022 thema Supply-security, dealen met het (volgende) opzweepeffect. Lees Link digitaal of vraag een exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl’
Ingezet in Ahoy
Nadat de werking door het Erasmus MC was gevalideerd en goedgekeurd, heeft de universiteit de Vaxtractor als eerste ingezet bij de boostercampagne van haar zorgpersoneel en het personeel van omliggende huisartsenpraktijken. Na deze eerste stresstest is de machine vervolgens door het Erasmus MC ingezet op de vaccinatielocatie Ahoy in Rotterdam. In de eerste weken van januari 2022 maakte de Vaxtractor zijn debuut bij de GGD, voor het vullen van spuiten met Pfizer. Weijers: ‘De machine is met groot enthousiasme ontvangen en niet zonder reden: in concrete cijfers kun je met de Vaxtractor met een derde van het normale aantal mensen ongeveer 200 spuiten per uur optrekken. Hiermee verdient de machine zich in iets meer dan veertig dagen terug.’
Goedkeur van GGD’s
Natuurlijk zijn dit getallen om trots op te zijn, maar wat volgens Weijers belangrijker is: de Vaxtractor gaat alle mensen die zich inzetten voor een soepele en snelle boostercampagne ondersteunen in hun werkzaamheden en een aandeel leveren in het beheersen van het coronavirus. ‘Ik hoop dat ik met dit prototype kan laten zien hoe effectief en nuttig deze machine is. Diverse GGD’s hebben al aangegeven geïnteresseerd te zijn, maar hebben het op dit moment nog erg druk met de huidige boostercampagne om de goedkeuring rond te krijgen. Alle begrip daarvoor. Wanneer het wat rustiger is geworden kijken we verder. Want uiteraard is deze machine geschikt voor het vullen van elk type spuit met ieder type vaccin of medicijn. In Nederland én daarbuiten.’
