Ricerca fondamentale e aziende, assieme contro la COVID-19.
La Collaborazione MVM: dalla fisica delle particelle ai ventilatori polmonari
Il progetto MVM è nato su idea e iniziativa di alcuni ricercatori della collaborazione internazionale Global Argon Dark Matter (GADM) impegnata in attività di ricerca sulla materia oscura, una componente invisibile dell’universo, con esperimenti ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN e nei laboratori canadesi di SNOLAB e TRIUMF. La realizzazione dei sofisticati apparati sperimentali per la ricerca in fisica fondamentale ha consentito lo sviluppo di specifiche competenze in materia di sistemi per la gestione dei gas e di complessi sistemi di controllo, sistemi analoghi a quelli impiegati nei ventilatori polmonari presenti negli ospedali.
Fin dalle prime fasi del diffondersi della pandemia in Italia, è stato chiaro che molti pazienti avrebbero necessitato di assistenza respiratoria. Era evidente il rischio che si correva, cioè che il numero di pazienti fosse maggiore del numero di ventilatori disponibili negli ospedali. Così gli scienziati della Collaborazione GADM (Global Argon Dark Matter) hanno pensato di impiegare queste loro competenze per la realizzazione di un nuovo dispositivo meccanico per la respirazione assistita. Cristiano Galbiati, responsabile della collaborazione internazionale GADM, si è fatto promotore del progetto MVM, avviando lo sviluppo di un primo prototipo di ventilatore presso il centro di assistenza tecnica per respiratori di SAPIO Life s.r.l., un’azienda di Vaprio d’Adda, vicino a Bergamo.
In Italia, il progetto MVM ha ricevuto il supporto dell’INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, che oltre a vedere la partecipazione di suoi ricercatori ha anche messo a disposizione alcuni suoi laboratori, e di gruppi di ricerca delle Università di Milano Statale, Milano-Bicocca, Federico II di Napoli, del GSSI Gran Sasso Science Institute e degli Istituti STIIMA e ISTP del CNR, oltre alla partecipazione di Elemaster S.p.A., AZ Pneumatica s.r.l., Saturn Magnetic s.r.l., Bel Power Europe s.r.l., e Nuclear Instruments s.r.l.. È stato così possibile realizzare il primo prototipo industrializzato che ha dimostrato la correttezza e la fattibilità del design concettuale.
La collaborazione MVM è cresciuta rapidamente anche a livello internazionale, includendo tre laboratori canadesi, Canadian Nuclear Laboratories (CNL), TRIUMF e SNOLAB, sotto la guida del Premio Nobel Art McDonald della Queen’s University. Al progetto partecipano anche gli Stati Uniti con scienziati del Fermilab, del Laboratorio di Fisica del Plasma di Princeton, di due dei laboratori nazionali del Ministero per l’Energia, e di diverse Università. Mentre a livello europeo, si sono uniti al progetto anche ricercatori dell’istituto IN2P3 del CNRS francese, e del laboratorio spagnolo CIEMAT.
Portare il ventilatore MVM fino ai pazienti richiede ovviamente una collaborazione che non si ferma all’ambito della fisica delle particelle. Il progetto prevede quindi anche la collaborazione da parte di agenzie di certificazione, industrie e operatori sanitari.
Al fine di garantire la correttezza e fattibilità del progetto in ambito medico, si stanno definendo i requisiti clinici con esperti del settore negli Stati Uniti e in Canada. Sono attualmente in corso collaudi accurati e processi di qualifica della performance del primo prototipo con un simulatore di respirazione presso l’Ospedale San Gerardo in Monza e del Dipartimento di Medicina dell’Università di Milano Bicocca.
Il progetto MVM è supportato fortemente dalle industrie: in Italia, è attualmente sostenuto da Elemaster, mentre all’estero sono state contattate aziende canadesi e statunitensi per proporre loro l’adesione al progetto.
Al fine di favorire una rapida certificazione del design definitivo, un sostegno viene offerto da Health Canada, US Air Force, Food and Drug Administration americana, Istituto Superiore di Sanità e dal Consiglio Tecnico Scientifico della Protezione Civile in Italia.
Di seguito la lista del gruppo di scienziati e ricercatori coinvolti.
A. Abba 36, P. Agnes 61, E. Alessi 23, P. Amaudruz 7, A. Annovi 30, M. Arba 26, F. Ardellier-Desages 10, C. Badia 22, J. Bagger 7,4, G. Batignani 30,47, G. Bellani 42, M. Beschi 19,39, G. Bianchi 39, D. Bishop 7, T. Boccali 30, V. Bocci 31, A. Bombarda 45, S. Bonfanti 45, W. Bonivento 26, B. Bottino 27, M. Bouchard 2, S. Brice 57, G. Buccino 22,53, S. Bussino 32, A. Caminata 27, A. Capra 7, M. Caravati 26, M. Carlini 22,53, L. Carrozzi 47, A. Ceccanti 24, J. M. Cela Ruiz 50, B. Celano 29, C. Charette 2, V. Cocco 26, S. Coelli 28, M. Constable 7, G. Croci 42, S. Cudmore 2, S. D’Auria 28, A. Dal Molin 42, G. Davenio 33, O. Davignon 11, S. De Cecco 31, L. De Laurentis 44, M. Del Tutto 57, J. deRuiter 2, A. Devoto 26, P. Diaz Gomez Maqueo 2, T. Dinon 39, E. Druszkiewicz 59, C. Duma 24, A. Fabbri 32, D. Farina 23, F. Ferroni 31, G. Fiorillo 29,43, R. Ford 6, G. Foti 42, D. Franco 10, F. Gabriele 34, C. Galbiati 58,35,22,26, P. Garcia Abia 50, A. Gargantini 45, L. Giacomelli 23, L. Giarratana 37, J. Givoletti 18, F. Golf 63, G. Gorini 42, E. Gramellini 57, G. Grosso 23, F. Guescini 15, E. Guetre 7, G. Hackman 7,4, T. Hadden 2, J. Hall 6, K. Hayashi 7,4, A. Heavey 57, J. Herperger 8, G. Hersak 2, N. Hessey 7, An. Ianni 58, C. Ienzi 2, V. Ippolito 31, C. Jillings 6,4, C. Kendziora 57, M. King 2, A. Kittmer 2, I. Kochanek 34, R. Kruecken 7, M. Kushoro 42, M. La Commara 29, G. Leblond 2, X. Li 58, C. Lim 7, T. Lindner 7, T. Lombardi 44, T. Long 2, S. Longo 24, P. Lu 7, G. A. Lukhanin 57, G. Magni 20, R. Maharaj 7, M. Malosio 39, C. Mapelli 38, P. Margetak 7, S. M. Mari 32, L. Martin 7, A. McDonald 5,4, D. Minuzzo 16, T. Mohayai 57, L. Molinari Tosatti 39, C. Moretti 48, A. Muraro 23, F. Nati 42, T. Noble 4,5, A. Norrick 57, K. Olchanski 7, F. Padula 1, I. Palumbo 17, E. Panontin 42, R. Paoletti 30,47, N. Paoli 18, S. Parmeggiano 40, L. Parmeggiano 40, C. Pearson 7, C. Pellegrino 24, P. Pelliccione 44,52, V. Pesudo 50,51, A. Pocar 62, M. Pontesilli 21, R. Pordes 57, S. Pordes 57, A. Prini 39, O. Putignano 42, J. Raaf 57, M. Razeti 26, A. Razeto 34, D. Reed 56, A. Renshaw 61, M. Rescigno 31, F. Retriere 7, E. Riccobene 46, D. Rigamonti 23, L. Rignanese 25, A. Rizzi 30,47, J. Rode 10,12, J. Romualdez 58,9, D. Sablone 34, D. Salomoni 24, R. Santorelli 50, E. Scapparone 25, T. Schaubel 2, M. Settimo 14, B. Shaw 7, B. Slutsky 9, B. Smith 7, N. Smith 6, P. Spagnolo 30, F. Spinella 30, A. Stenzler 54, A. Steri 26, L. Stiaccini 41,30, C. Stoughton 57, P. Stringari 13, M. Tardocchi 23, R. Tartaglia 34, G. Testera 27, E. Thomas 4, C. Tintori 18, J. Tseng 65, S. Viel 3, E. Viscione 28, A. Visioli 19,39, F. Vivaldi 18, J. Vossebeld 64, M. Wada 49, H. Wang 60, M. Wang 57, S. Westerdale 26, S. Yue 2, A. Zardoni 16, M. Zhang 55
Australia
Curtin University, Perth (1)
Canada
Canadian Nuclear Laboratories, Chalk River (2)
Carleton University, Ottawa (3)
McDonald Institute, (4)
Queen’s University, Kingston (5)
Sudbury Neutrino Observatory Laboratory, Creighton Mine (6)
TRIUMF: Canada’s particle accelerator centre, Vancouver (7)
The Mosaic Company, Regina (8)
University of Toronto, Toronto (9)
France
APC, CNRS/IN2P3, Université de Paris, Paris (10)
LLR, CNRS/IN2P3, École Polytechnique, Palaiseau (11)
LPNHE, CNRS/IN2P3, Sorbonne Université, Paris (12)
MINES ParisTech, Paris (13)
SUBATECH, CNRS/IN2P3, IMT-Atlantique, Université de Nantes, Nantes (14)
Germany
Max-Planck-Institut für Physik, Munich (15)
Italy
AZ Pneumatica S.R.L., Misinto (16)
Azienda Ospedaliera San Gerardo, Milano (17)
CAEN S.p.A., Viareggio (18)
Dipartimento di Meccanica e Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Brescia, Brescia (19)
Elemaster Group S.p.A., Lomagna (20)
Ginevri S.R.L., Roma (21)
Gran Sasso Science Institute, L’Aquila (22)
ISTP – CNR, Milano (23)
Istituto Nazione di Fisica Nucleare – CNAF, Bologna (24)
Istituto Nazione di Fisica Nucleare – Sez. di Bologna, Bologna (25)
Istituto Nazione di Fisica Nucleare – Sez. di Cagliari, Cagliari (26)
Istituto Nazione di Fisica Nucleare – Sez. di Genova, Genova (27)
Istituto Nazione di Fisica Nucleare – Sez. di Milano, Milano (28)
Istituto Nazione di Fisica Nucleare – Sez. di Napoli, Napoli (29)
Istituto Nazione di Fisica Nucleare – Sez. di Pisa, Pisa (30)
Istituto Nazione di Fisica Nucleare – Sez. di Roma 1, Roma (31)
Istituto Nazione di Fisica Nucleare – Sez. di Roma 3, Roma (32)
Istituto Superiore di Sanità, Roma (33)
Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi (34)
Museo della fisica e Centro studi e Ricerche Enrico Fermi, Roma (35)
Nuclear Instruments S.R.L., Lambrugo (36)
Policlinico San Pietro, Ponte San Pietro (37)
Politecnico di Milano, Milano (38)
STIIMA – CNR, Milano (39)
Sergio Installazioni Snc, Treviglio (40)
Universit`a degli Studi di Siena, Siena (41)
Università Milano Bicocca, Milano (42)
Università degli Studi Federico II, Napoli (43)
Università degli Studi dell’Aquila, L’Aquila (44)
Università degli Studi di Bergamo, Bergamo (45)
Università degli Studi di Milano, Milano (46)
Università di Pisa, Pisa (47)
Università di Roma La Sapienza, Roma (48)
Poland
Particle Astrophysics Science and Technology Centre (AstroCeNT), Warsaw (49)
Spain
Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, Madrid (50)
Laboratorio Subterráneo de Canfranc, Canfranc (51)
Sweden
Chalmers | University of Gothenburg, Gothenburg (52)
Switzerland
CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), Genève (53)
USA
12th Man Technologies, Inc., Garden Grove (54)
Department of Physics – University of Illinois, Champaign (55)
Equilbar L.L.C., Fletcher (56)
Fermilab National Laboratory, Batavia (57)
Princeton University, Princeton (58)
Rochester University, Rochester (59)
University of California Los Angeles, Los Angeles (60)
University of Houston, Houston (61)
University of Massachussets, Amherst (62)
University of Nebraska-Lincoln, Lincoln (63)
United Kingdom
Liverpool University, Liverpool (64)
University of Oxford, Oxford (65)