Prosty i bezpieczny respirator z Lublina. Wspólny projekt Politechniki Lubelskiej oraz Uniwersytetu Medycznego

Prototyp prostego respiratora jest niskobudżetowym urządzeniem służącym do wspomagania oddychania u osób z niewydolnością oddechową, występującą np. w przypadku zarażenia wirusem Covid-19. To odpowiedź na apel pracowników służby zdrowia oraz dramatyczną sytuację na świecie, gdzie gwałtowny przyrost zachorowań na koronawirusa spowodował ogromny wzrost zapotrzebowania na urządzenia wspomagające oddychanie.

Ułatwi proces odkażania

Naukowcy z dwóch lubelskich uczelni pracowali nad nim od początku epidemii. Jak wyjaśnia prof. dr hab. n. med. Ryszard Maciejewski, koordynator projektu, kierownik Katedry Anatomii Człowieka Uniwersytetu Medycznego i dziekan Wydziału Lekarsko-Dentystycznego, koncepcja pojawiła się, w celu uniknięcia sytuacji, jaka miała miejsce we Włoszech. – Prototyp urządzenia powstał przy wykorzystaniu tanich, powszechnie dostępnych materiałów oraz elementów wydrukowanych na drukarkach 3D. Pracowaliśmy nad nim ponad miesiąc. Urządzenie zostało zbudowane w oparciu o silnik elektryczny i układ przekładni umożliwiający cykliczne ściskanie worka AMBU służącego do resuscytacji ręcznej.

Respirator dodatkowo ułatwi proces odkażania. Jak zapewnia profesor, zarówno dezynfekcja, jak i sterylizacja będą bardzo proste. – Worki gumowe są tak tanie, że będzie można je wymieniać. Nie mówię, że po każdym pacjencie, ale po pacjencie z zakażeniem Covid-19 worek będzie można wyrzucić. Dzięki temu to urządzenie jest również bezpieczne.

Urządzenia zajmuje około jednego metra kwadratowego.

Tańszy niż zwykły

Respirator, który skonstruowali lubelscy naukowcy, znacząco różni się od respiratorów komercyjnych, które są powszechnie używane w szpitalach. Jak podkreśla prof. Maciejewski największą różnicą jest cena. Za powszechnie używany respirator trzeba zapłacić około 40 tys. zł. Koszt dopiero co skonstruowanego urządzenia ma wynieść około 1 tys. zł. – Podając tę cenę trzeba uwzględnić tylko koszt materiału, podzespołów oraz gotowych elementów, które są dostępne na rynku. Nie liczę pracy i tzw. własności intelektualnej – wyjaśnia profesor Maciejewski.

Urządzenia muszą mieć podobny osprzęt do monitorowania pacjenta, jednak działają na zupnie innych zasadach.

– W normalnym respiratorze sercem urządzenia jest miech, który dozuje odpowiednią mieszkankę powietrza. Ta mieszkanka jest zależna od ustalonego stanu zdrowia pacjenta na podstawie gazometrii, czyli wysycenia jego krwi tlenem. Urządzenie, które my skonstruowaliśmy nie opiera się na zasadzie miecha, tylko na zasadzie worka. W naszym respiratorze nie ma miecha kształcie harmonijki, tylko z odpowiednią siłą i częstotliwością dociskany jest worek, który podlega regulacji.

Prace nad prostymi respiratorami prowadzone są nie tylko na lubelskich uczelniach: projekty powstają również w Instytucie Lotnictwa w Warszawie, Uniwersytecie Technologiczno-Przyrodniczym im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy czy Politechnice Białostockiej. Każdy z tych pomysłów opiera się na innych zasadach funkcjonowania.

Z prof. Maciejewskim przy realizacji projektu pracują: dr inż. Marcin Maciejewski z Zakładu Teleinformatyki i Diagnostyki Medycznej na Wydziale Elektrotechniki i Informatyki Politechniki Lubelskiej oraz mgr inż. Robert Karpiński z Katedry Podstaw Konstrukcji Maszyn i Mechatroniki na Wydziale Mechanicznym Politechniki Lubelskiej.

– Naukowcy z Politechniki Lubelskiej przełamali problem techniczny, który występował od początku prac – mówi prof. Maciejewski.

Najpierw testy

W środę, 13 maja, prototyp został przekazany do badań w warunkach klinicznych do Kliniki Anestezjologii i Intensywnej Terapii Samodzielnego Publicznego Szpitala Klinicznego nr 1 w Lublinie. – W tej placówce zdiagnozowano kilka chorób zakaźnych. Na początku pandemii obawialiśmy się, że w tym szpitalu sytuacja będzie krytyczna – tłumaczy prof. Maciejewski – Od środy urządzenie bierze udział w próbach klinicznych, które polegają na tzw. wysokiej wierności, czyli, tak, jakby był podłączony pod prawdziwego pacjenta. Wcześniej był testowany na wytrzymałość mechaniczną. Spodziewamy się, że będziemy musie nanieść jeszcze 2- 3 poprawki. Mamy koncepcję co trzeba poprawić.

Testy trwały do zeszłego piątku. Jak mówi prof. Maciejewski, potwierdziły pełna przydatność respiratora do terapii:

– Musimy nanieść drobiazgi techniczne. Testy pokazały nam, jak duży powinien być rezerwuar z tlenem oraz jaki powinien być worek. Powinien być trochę większy niż przewidywaliśmy.

Bez partnera biznesowego ani rusz

Do produkcji urządzenia potrzebny jest partner biznesowy, który oszacuje potrzeby rynku. Jak zaznacza prof. Maciejewski produkcją ma się zająć firma z Lublina bądź okolic. – Nie wypuszczę jej dalej.

Aby zbudować prosty respirator potrzebna jest znajomość obsługi drukarek 3D. – To nie wymaga wielkich nakładów finansowych i ludzkich. Wystarczy tylko ustawienie pewnego ciągu produkcyjnego. Musi to być również firma o charakterze informatycznym, której pracownicy znają się na mechatronice, informatyce i oczywiście na druku. Myślę, że jesteśmy stanie bez większych problemów taką firmę w Lublinie. Będę starał się tym pomysłem zainteresować, zarówno Urząd Marszałkowski, jak i naszych lokalnych polityków. Przede wszystkim liczę na wsparcie ze strony Ministra Artura Sobonia – kończy prof. Maciejewski.