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Il Milano Ventilatore Meccanico (MVM) è l’equivalente elettro-meccanico del ventilatore Manley, uno strumento di vecchia data e elevata affidabilità. Il design che proponiamo è ottimizzato per consentire una produzione su larga scala a costi ridotti, basata su componenti normalmente disponibili in commercio.
Il design di progetto
MVM è un nuovo tipo di ventilatore polmonare progettato per una produzione su larga scala in risposta alla pandemia COVID-19, per compensare il forte incremento di domanda di ventilatori di questo tipo in molti Paesi. Il ventilatore MVM è stato progettato per far fronte all’esigenza di ottenere un ventilatore che fosse il più semplice possibile, e trae ispirazione dal ventilatore di Manley, sviluppato da Roger Manley nel 1961, sul principio della “possibilità di utilizzare la pressione dei gas emessi dall’apparecchio da anestesia come forza motrice per un semplice apparecchio per ventilazione polmonare nei pazienti in sala operatoria”. John Manley, figlio dello scomparso Roger Manley, ha scritto alla Collaborazione MVM commentando che “è meraviglioso vedere che il lavoro di mio padre ha ancora oggi le potenzialità per aiutare tante persone”.
L’operazione del MVM richiede solamente una sorgente di ossigeno compresso (o aria compressa per uso medicale) e alimentazione elettrica. L’MVM è costituito da elettrovalvole pneumatiche e non da commutatori meccanici, con un design meccanico essenziale che si avvale di componenti prontamente disponibili sul mercato. MVM integra anche le caratteristiche avanzate progettate dagli anestesiologi che partecipano al progetto, operanti nelle corsie degli ospedali della Lombardia, la regione maggiormente colpita dall’epidemia da Covid-19. Tutto ciò consente di avanzare rapidamente dalla fase di design a una produzione di massa di ventilatori a basso costo, sicuri da impiegare negli ospedali e su pazienti di tutto il mondo. Il disegno modulare si presta allo scambio di componenti in base alla disponibilità nelle diverse parti del mondo.
Il primo passaggio operativo è stata la condivisione dell’articolo per di condividere il design concettuale del MVM con un pubblico ampio, e di ottenere feedback da parte della comunità medico-scientifica per velocizzare il processo di review, miglioramento e possibile implementazione.
Il MVM è progettato per funzionare in pressure-controlled mode, che sembra essere la modalità di ventilazione indicata per il trattamento di pazienti affetti da COVID-19. MVM può essere utilizzato sia in modalità di ventilazione forzata (pressure-controlled ventilation, PCV) che per supportare il paziente in modalità assistita (pressure-supported ventilation, PSV).
Il sistema è connesso direttamente a una linea di ossigeno pressurizzato o aria compressa ad uso medicale, e si basa sulla regolazione del flusso per fornire al paziente aria medicale, ossigeno o una miscela di aria e ossigeno, alla pressione necessaria al trattamento clinico. La regolazione della pressione alla fine del ciclo respiratorio è effettuata utilizzando una valvola che permette di impostare il valore minimo di positive end-expiratory pressure (PEEP). Un’altra valvola di sicurezza, connessa al tratto che va verso il paziente durante l’inspirazione, impedisce che la pressione che arriva al paziente superi il valore massimo impostato.
A questo stadio, il MVM non è uno strumento certificato per uso medico. La costruzione dei primi prototipi è iniziata grazie a un team di ingegneri, scienziati ed esperti di computing.
I membri della collaborazione hanno iniziato il progetto usando fondi propri. La collaborazione è attiva nel reperire nuovi fondi che supportino il progetto durante le sue varie fasi, dalla protipizzazione fino al production design finale, all’approvazione da parte degli enti certificatori e alla produzione e distribuzione dei ventilatori.
MVM è al momento nella fase finale della prototipizzazione, in cui lo scopo è quello di assicurare il pieno rispetto dei requisiti clinici. È stato anche testato con il polmone artificiale ASL-5000, in grado di simulare il respiro e la risposta tipici di un paziente, presso l’Ospedale San Gerardo di Monza. Ad oggi le certificazioni mediche e le procedure di approvazione normativa si stanno svolgendo in Europa (ISS), negli Stati Uniti (FDA) e in Canada (Health Canada).