Le premier écran facial antireflet adapté aux loupes

Le Dr Yamaoka (à gauche) et Zach Yamaoka (à droite) ont examiné 58 prototypes de l'écran facial Ambience PPE avant d'aboutir à la version finale.

Lorsque la pandémie de COVID-19 a commencé, la fabrication d'équipements de protection individuelle (EPI) est devenue de plus en plus urgente. Les écrans faciaux pour les cabinets dentaires faisaient partie de ces EPI. Après avoir rouvert son cabinet à Vancouver, au Canada, le parodontiste Scott Yamaoka, DDS, MS, avait besoin d'un écran facial de haute qualité pouvant s'adapter à ses loupes.

"Lorsque j'ai cherché à savoir ce qui était disponible sur le marché, j'ai trouvé des écrans faciaux... utilisés pour le soudage ou... pour la protection contre l'utilisation d'une tronçonneuse", explique le Dr Yamaoka, "mais rien ne répondait vraiment aux besoins d'un dentiste".

Les deux points sur lesquels il s'est concentré sont la clarté optique et l'espace pour les loupes standardisées. Inspiré par une vidéo YouTube dans laquelle quelqu'un avait créé un écran facial à partir d'acétate, d'une casquette de base-ball et de ruban adhésif, le Dr Yamaoka a décidé de fabriquer lui-même un écran facial.

Le Dr Yamaoka a créé le premier prototype de l'écran facial Ambience PPE en prenant un casque de chantier et en coupant la partie supérieure pour améliorer la ventilation. Il a utilisé des aimants pour fixer une feuille d'acétate, généralement utilisée pour les projecteurs scolaires, à l'avant du casque. Le Dr Yamaoka a fabriqué plus de 70 écrans faciaux dans son garage, puis les a envoyés à des collègues pour recueillir leurs commentaires. Au vu des premières réactions positives, M. Yamaoka a demandé l'aide de son fils Zach Yamaoka, qui avait déjà travaillé chez Dyson en tant qu'ingénieur concepteur.

Scott Yamaoka, DDS, MS, a fabriqué plus de 70 prototypes de la première version de l'écran facial dans son garage.

"Les utilisateurs du premier prototype ont vraiment apprécié la suspension de la tête du casque de chantier parce qu'elle était différente de leurs boucliers qui avaient une bande élastique ou un support de tête en plastique fin", explique Zach Yamaoka.

"C'est quelque chose que papa a découvert par hasard et qui s'est avéré être exactement ce que l'on veut. La suspension complète de la tête ne comprime pas la tête et ne se déplace pas. C'est très important en dentisterie, car les interventions durent une heure. L'absence de suspensions confortables pour la tête était l'un des nombreux défauts évidents des boucliers de l'époque. Ils n'étaient tout simplement pas conçus pour répondre aux besoins des praticiens dentaires".

"Zach a pris le premier prototype, y a réfléchi et l'a fait passer à l'étape suivante". explique le Dr Yamaoka. "Je me contentais de faire du MacGyver et de faire en sorte que cela fonctionne du mieux que je pouvais, ce qui a relativement bien fonctionné, mais Zach a certainement fait passer le projet au niveau supérieur".

Le niveau suivant

"Le premier prototype a bien fonctionné. J'ai beaucoup aimé la façon dont mon père l'a fabriqué. C'est ce qu'on appelle l'innovation ascendante. Lorsque vous faites cela, vous vous contentez d'utiliser les ressources directement disponibles", note Zach Yamaoka. "Vous résolvez des problèmes qui existent réellement, des problèmes très concrets, ... [comme le fait que les] loupes et les lampes ne s'adaptent pas, le manque de clarté et le fait que le harnais de tête n'est pas très confortable".

Selon Zach Yamaoka, il y a toujours eu un désir de faire mieux, d'améliorer ce qui existait déjà afin de répondre aux besoins des cliniciens. "Il n'y a pas de bouclier comme la version finale du Loupe Shield, et j'espère qu'il deviendra la nouvelle norme", déclare Zach Yamaoka. "C'est exactement ce que devraient être les écrans faciaux dentaires.

Le père et le fils ont réalisé environ 58 prototypes de l'écran facial, affinant et améliorant chaque modèle.

"Autour du 40e prototype, nous étions prêts à commercialiser le produit. C'est alors que je me suis coupé avec du papier et que j'ai remarqué que le sang s'infiltrait dans le plastique imprimé en 3D. Cela nous a beaucoup préoccupés", explique Zach. "Nous avions prévu d'imprimer en 3D l'écran facial, mais nous avons réalisé qu'il nous faudrait mouler les pièces par injection pour pouvoir les désinfecter.

"Nous avons dû retourner à la planche à dessin et ajuster la conception. Cela s'est avéré être une bénédiction. Cela nous a donné le temps d'identifier une technologie antireflet qui a véritablement changé la donne. Nous avons également pris en compte les commentaires des utilisateurs, en ajustant la forme du bord du bouclier pour le rendre plus rigide et moins encombrant. Tout au long du processus, nous avons envoyé des prototypes à des dentistes et à des hygiénistes. Lorsque nous en sommes arrivés au 58e prototype, nous étions convaincus que les cliniciens allaient aimer le bouclier, parce qu'ils avaient participé à sa conception !

Chaque obstacle était une occasion de s'améliorer. La couleur verte caractéristique de la jante n'est apparue que plus tard dans le processus. Il y avait également des processus de réglementation des dispositifs médicaux que Zach Yamaoka n'avait jamais connus au cours de son parcours chez Dyson, axé sur le consommateur.

L'écran facial d'Ambience PPE peut s'adapter aux loupes et aux mesures spécifiques de chaque clinicien.

"J'ai fini par trouver un livre intitulé Medical Device Design de Peter J. Ogrodnik", raconte Zach. "C'était la meilleure chose à faire. Il n'y a pas beaucoup de ressources en ligne pour la conception de dispositifs médicaux, alors ce livre est devenu une sorte de bible et m'a vraiment aidé à mettre en place tous les documents réglementaires."

Caractéristiques de l'écran facial

Avant le COVID-19, les écrans étaient principalement utilisés dans des secteurs autres que la dentisterie. Conçues pour des applications différentes, elles ne répondent pas aux besoins des dentistes, à savoir la clarté optique, l'adaptation aux loupes et aux lampes, la facilité de désinfection et le confort personnel. L'une des caractéristiques principales de ce bouclier, le revêtement antireflet, est une décision de conception qui est intervenue plus tard dans le processus.

"Les fabricants utilisent une sorte de plastique polycarbonate, qui présente certains avantages en termes de résistance aux chocs. Mais en dentisterie, ce n'est pas contre les clous volants qu'il faut se protéger, mais contre les éclaboussures", explique Zach Yamaoka. "Les exigences fonctionnelles ont changé, ce qui a permis d'utiliser un plastique léger doté d'un revêtement antireflet. L'écran est quelque chose que vous allez avoir devant les yeux plusieurs heures par jour, plusieurs jours par semaine. Les dentistes sont prêts à payer plus cher pour avoir ce revêtement antireflet, alors que beaucoup d'autres secteurs ne sont pas prêts à payer autant pour avoir cette clarté optique".

Avant qu'ils n'achèvent la conception de leur produit, il n'existait pas d'écran facial doté de ces caractéristiques. Outre la clarté optique, l'adaptation à la loupe est une caractéristique que le Dr Yamaoka a trouvée remarquable.

"Tout le monde a des loupes différentes, certaines avec des lentilles plus longues et d'autres avec des lentilles plus courtes", explique-t-il. "L'idée de Zach de s'adapter à cela en fait un produit largement acceptable et polyvalent d'un point de vue pratique.

La fente qui accueille les loupes peut coulisser d'avant en arrière pour une personnalisation optimale. Cette caractéristique s'accompagne d'une suspension complète de la tête pour aider à créer une expérience plus confortable pour les dentistes et les hygiénistes.

Tout le monde peut innover

Sans le point de vue du Dr Yamaoka en tant que dentiste et les compétences de son fils en tant qu'ingénieur concepteur, les caractéristiques et les avantages de l'écran facial n'existeraient pas. Zach Yamaoka insiste sur le fait que toute idée peut être mise en œuvre avec suffisamment de volonté et de persévérance.

"La meilleure chose à faire est ce que mon père a fait, lorsque vous n'avez pas besoin d'ouvrir un logiciel de modélisation 3D CAO/FAO ; vous avez juste besoin de tester très rapidement si [quelque chose] va fonctionner", explique Zach Yamaoka. "Si je devais fabriquer un nouveau type de détartreur, j'utiliserais un détartreur existant et je le plierais pour obtenir une nouvelle forme. Je construisais à partir de choses existantes, en apportant de petites modifications pour créer un prototype. Dans le cas de mon père, il a utilisé un casque existant pour fabriquer le premier prototype de bouclier.

La concrétisation d'une idée est une étape clé dans le développement d'un produit.

"Être capable de créer un prototype approximatif est également un excellent test pour déterminer si l'on est prêt pour la technologie", souligne Zach Yamaoka. "Si vous n'êtes pas en mesure de réaliser un prototype simple et rapide, c'est peut-être parce que la technologie n'est pas encore au point, et qu'il existe peut-être une solution plus simple à votre problème.

Le Dr Yamaoka remarque que le fait d'avoir quelqu'un à consulter en matière de conception a été un grand avantage pour avancer dans le prototypage.

"En tant que dentistes, nous avons beaucoup de bonnes idées, mais nous sommes tellement occupés par l'apprentissage de nos propres compétences que nous ne sommes généralement pas très à l'aise avec l'informatique", explique le Dr Yamaoka. "Certains jeunes dentistes le sont, en raison de l'utilisation de la CFAO pour la fabrication des couronnes... ou des empreintes CFAO, mais pour passer à une perspective d'ingénierie, il faudrait probablement prendre contact avec un ingénieur concepteur pour réaliser un prototype."

Zach Yamaoka attribue à différents outils de fabrication et de commerce électronique, tels que les imprimantes 3D, Alibaba et Shopify, le mérite d'avoir facilité la fabrication en série de produits tels que les siens. Il s'agit avant tout de connaître les bonnes ressources pour innover.

"Il y a un an, je n'aurais eu aucune idée de la manière dont j'aurais pu réaliser tout ce que j'ai accompli au cours de l'année écoulée. Beaucoup d'outils formidables développés par d'autres ont rendu tout cela possible", explique Zach Yamaoka.

Témoignage d'un clinicien