Więcej informacji na temat projektu respiratora znajdziesz na arXiv.
Poniżej zaprezentowany jest projekt Mechanicznego Respiratora Mediolan (Mechanical Ventilator Milano, lub w skrócie MVM), będącego nowatorskim respiratorem mechanicznym. Zaprojektowany jest on dla potrzeb masowej produkcji w odpowiedzi na pandemię COVID-19 i drastyczny niedobór tego rodzaju respiratorów w wielu krajach.
Respirator MVM jest zainspirowany respiratorem Manleya, opracowanym w 1961 roku przez Rogera Manleya, w oparciu o „możliwość wykorzystania ciśnienia gazowego z urządzenia anestezjologicznego jako siły napędowej dla prostego aparatu wspomagającego oddychanie dla pacjentów na sali operacyjnej”. Jest tak zaprojektowany, aby w możliwie najprostszy sposób spełniał wymagania respiratora. Dodatkowo respirator MVM będzie wyposażony w zaawansowane funkcje, zaprojektowane przez anestezjologów z Lombardii biorących udział w projekcie. Lombardia jest rejonem najbardziej dotkniętym przez epidemię COVID-19. Syn zmarłego Rogera Manleya, John Manley, wyraził słowa wsparcia w liście do zespołu MVM, pisząc: „Cieszę się, że jego praca wciąż ma potencjał, aby pomóc ludziom dzisiaj”.
Celem tej publikacji było rozpowszechnienie koncepcji projektu respiratora MVM, aby zachęcić środowiska zarówno naukowe jak i medyczne do wyrażenia swojej opinii oraz aby przyspieszyć procesy weryfikacji, ulepszeń i potencjalnego wdrożenia projektu.
Projekt i konstrukcja zostały tak zoptymalizowane, aby pozwolić na szybką i tanią, masową produkcję na bazie lokalnych komponentów lub łatwo dostępnych części od producentów na całym świecie. Respirator MVM wymaga tylko tlenu (lub powietrza czystości medycznej) i energii elektrycznej.
Przykładowo, zamiast mechanicznych przełączników respirator MVM korzysta z elektrycznie sterowanych zastawek pneumatycznych o uproszczonej konstrukcji i budowie z łatwo dostępnych komponentów. Takie podejście otwiera możliwości szybkiego i taniego przejścia z etapu prototypu do masowej produkcji bezpiecznych i niezawodnych respiratorów dla pacjentów w szpitalach na całym świecie. Modułowość budowy pozwala również na przystosowanie do zamiany części w zależności od ich dostępności w różnych krajach na całym świecie.
Respirator MVM jest zaprojektowany do pracy w trybie kontroli ciśnieniem, który wydaje się być optymalny dla pacjentów dotkniętych COVID-19, których płuca mogłyby ulec dalszemu uszkodzeniu pod wpływem wyższego ciśnienia. MVM może działać zarówno w trybie wentylacji kontrolowanej (wentylacja kontrolowana ciśnieniowo, PCV) jak i w trybie wentylacji wspomaganej (ciśnieniowe wsparcie wentylacji, PSV).
System ten jest bezpośrednio podłączony do przewodów sprężonego powietrza lub tlenu medycznego i polega na regulacji przepływu powietrza, medycznego tlenu lub ich mieszanki pod ciśnieniem w zakresie najbardziej odpowiednim dla leczenia pacjenta. Kontrola ciśnienia pod koniec cyklu wydechowego osiągana jest dzięki przekierowaniu strumienia do zaworu, który ustala pożądane dodatnie ciśnienie końcowowydechowe (z angielskiego „minimum positive end-expiratory pressure, lub w skrócie PEEP). Kolejny zawór ciśnieniowy połączony jest z linią wdechową i zapobiega przekroczeniu maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia gazu w płucach pacjenta.
Na obecnym etapie respirator MVM nie jest jeszcze certyfikowanym urządzeniem medycznym. Konstrukcja pierwszych prototypów została zapoczątkowana przez zespół inżynierów, naukowców i programistów.
Projekt ten był zainicjowany/rozpoczęty przez międzynarodowy zespół, który sfinansował go głownie z własnych funduszy. Dalszy postęp prac nad przekształceniem pierwszego prototypu w produkt ostateczny, uzyskaniem wymaganych pozwoleń, produkcja i dystrybucja będzie wymagał dodatkowych funduszy w poszczególnych krajach.
Respirator MVM jest aktualnie w stadium ostatnich prac nad prototypem, które zapewnią zgodność z wymogami klinicznymi. Prototyp został już przetestowany w Ospedale San Gerardo w mieście Monza we Włoszech na syntetycznym płucu silikonowym ALS-5000, które symuluje proces oddychania pacjenta. Certyfikat medyczny i zgodność regulaminowa są obecnie prowadzone w Europie (ISS), Stanach Zjednoczonych (FDA) i Kanadzie (Health Canada). Urządzenie było również zaprojektowane tak aby zapewnić wszystkie wymogi „Szybkiej Produkcji Respiratorów”, wydanych przez brytyjską Agencję Regulacyjną ds. Produktów Leczniczych i Opieki Zdrowotnej (MHRA), odnośnik https://tinyurl.com/v8xn9j4