Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin bouwen een nieuw type ventilator gemaakt van goedkoop, algemeen beschikbare materialen om te voorzien in de vraag die is ontstaan ​​door de verspreiding van COVID-19 naar deze kritieke apparaten die patiënten helpen ademen.

Ventilatoren worden noodzakelijk wanneer patiënten niet zelfstandig kunnen ademen, fysiek zuurstof in hun longen pompen. Ze zijn schaars. Daarom bouwen de onderzoekers een "brugventilator" die door anderen kan worden gerepliceerd en in massa geproduceerd.

"Het probleem is dat wanneer IC's vol raken, er zijn geen ventilatoren meer, " zei Thomas Milner, een professor in de afdeling Biomedische Technologie van de Cockrell School of Engineering, wie het project leidt. "En je kunt geen nieuwe IC-bedden binnenhalen omdat je de ventilatoren niet hebt."

Ziekenhuizen in heel Texas hadden naar schatting 3, 730 ventilatoren in 2009 tijdens de H1N1-pandemie, volgens onderzoek gepubliceerd in 2017. Dat aanbod is voldoende om in de behoeften van patiënten te voorzien tijdens milde tot matige pandemische scenario's. Echter, tijdens een ernstiger scenario, over de gehele staat geprojecteerde vraag zou top 10, 000 ventilatoren, het gevonden onderzoek, veel meer dan de middelen van 2009.

Het apparaat heet de Austin Bridge Breathing Unit, en het maakt gebruik van een handmatige beademingsballon, een veelgebruikt hulpmiddel, een AMBU-tas (kunstmatige medische ademhalingseenheid). De AMBU is een draagbaar apparaat dat is goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration en dat een zak bevat die wordt gevuld met zuurstof en een masker dat patiënten dragen om beademd te worden. Echter, het apparaat vereist dat een persoon de zak vaak samendrukt om patiënten te helpen ademen, een uitdagende taak in een tijd waarin medisch personeel in het hele land door het coronavirus wordt uitgerekt. Het team had een manier nodig om de zak automatisch samen te drukken om zuurstof bij de patiënten te krijgen.

Een ruitenwissermotor getrokken uit een Toyota Camry drijft een klein zwenkwiel aan dat op de zak drukt om de zuurstofstroom te regelen. Vier potentiometers regelen de ademhalingsfrequentie, de hoeveelheid zuurstof die aan patiënten wordt toegediend, de tijd om in te ademen en de maximale druk.

"Eigenlijk, we vervangen de menselijke hand die normaal tegen de zak zou drukken om zuurstof in de longen van de patiënt te injecteren, ' zei Milner.

Milner vertelde dat een collega tijdens een brainstormsessie op het idee kwam om een ​​ruitenwissermotor te gebruiken. Deze motoren zijn beschikbaar, betrouwbaar en goedkoop. Ze ondergaan uitgebreide tests als onderdeel van het autoproductieproces. Het duurde even voordat het team de motor doorhad, maar ze werkten samen met een lokale monteur om de ins en outs te leren.

Het team test het apparaat op een oefenpop van de Dell Medical School van de UT en test de longen geleverd door UT Health San Antonio.

Zodra het team zijn prototype heeft doorgelicht, het plan is om een ​​open licentie voor het ontwerp te geven, zodat iedereen zijn eigen goedkope, betrouwbare ventilator. De onderzoekers en een team van Dell Medical School zijn in gesprek met tal van productiepartners, met als doel snel minimaal 2 te produceren, 000 ventilatoren. Austin's Unorthodox Ventures heeft toegezegd vijf prototype-eenheden te produceren voor het team om stresstesten uit te voeren.

Omdat de componenten van het apparaat afzonderlijk worden geregeld, Milner hoopt op goedkeuring in een kwestie van weken in plaats van maanden. Recent, de FDA heeft een Emergency Use Authorization-protocol uitgegeven om de productie van ventilatoren en andere beademingsapparatuur te versnellen.

"Werkelijk, het enige wat we doen is een simpele aanpassing maken van hoe je op de zak duwt, ' zei Milner.

Zijn team van de UT bestaat uit Arnold Estrada, Scott Jenny, Nitesh Katta, Aydin Zahedivasj, Tim Phillips en Austin McElroy. Tal van artsen dragen ook bij aan het project, waaronder Dr. Paul Harford van Dell Medical School, en Drs. Stephen Derdak en Marc Feldman en ademtherapeut Richard Wettstein, allemaal van UT Health San Antonio. De groep maakt deel uit van een Bridge Ventilator Consortium, onder leiding van Dr. Brian Wong, assistent-voorzitter van de afdeling Otolaryngologie van de School of Medicine aan de University of California, Irvine, die tot doel heeft alternatieve ventilatoren te produceren te midden van een landelijk tekort.

Milner merkte de indrukwekkende inspanningen op van universiteiten in het hele land, waaronder de Universiteit van Texas in Austin, om snel over te schakelen op COVID-19-projecten nadat het meeste onderzoek door de pandemie was stopgezet. Een ander recent voorbeeld van die inspanning kwam vorige week van de Universiteit van Minnesota, toen een hartanesthesist zich volledig op MacGyver stortte, " het bouwen van een prototype van een beademingsapparaat met reserveonderdelen ter waarde van $ 150 die in een laboratorium voor medische apparatuur zijn gevonden.