Leczenie niewydolności oddechowej w przebiegu zakażenia koronawirusem będzie łatwiejsze dzięki międzyuczelnianej inicjatywie, w ramach której został opracowany prototyp hełmu do wentylacji nieinwazyjnej. Pomysłodawcą i koordynatorem przedsięwzięcia jest anestezjolog Łukasz Wróblewski z Centralnego Szpitala Klinicznego Uniwersyteckiego Centrum Klinicznego Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. W prace nad tym nowym w Polsce rozwiązaniem zaangażowane są dwa zespoły inżynierskie – z Wojskowej Akademii Technicznej i Politechniki Warszawskiej przy współpracy z Wydziałem Wzornictwa Przemysłowego Akademii Sztuk Pięknych w Warszawie.
Projekt jest odpowiedzią polskich naukowców na zalecenia międzynarodowych towarzystw intensywnej terapii dotyczących efektywnych metod leczenia niewydolności oddechowej w przebiegu choroby COVID-19. „Ta forma tlenoterapii i wsparcia oddechowego wydaje się być dobrą alternatywą dla innych metod wentylacji nieinwazyjnej, zwłaszcza w dobie ograniczania bezpośredniego kontaktu z potencjalnie zakaźnym powietrzem wydychanym przez pacjenta. W Polsce ten sposób wentylacji nieinwazyjnej nie jest szeroko rozpropagowany głównie z powodu wysokich kosztów jednorazowych hełmów, a obecnie również z powodu braku możliwości ich zakupu” – mówi dr Łukasz Wróblewski z Centralnego Szpitala Klinicznego przy ul. Banacha 1a w Warszawie.
Podstawową zaletą hełmu wspierającego proces oddychania jest możliwość uzyskania odpowiednich, regulowanych w zależności od potrzeb wartości ciśnienia powietrza oraz stężenia tlenu wewnątrz hełmu, co ułatwia oddychanie pacjenta. „Podłączenie linii tlenowej do układu dolotowego pozwala na stosowanie tlenu w stężeniu ponad 90%. Ponadto, wyizolowanie pacjenta oraz filtrowanie wydychanego przez niego powietrza umożliwia ograniczenie rozprzestrzeniania się wirusa i zmniejsza ryzyko zarażenia innych osób” – tłumaczy mjr dr inż. Paweł Płatek z Instytutu Techniki Uzbrojenia Wydziału Mechatroniki i Lotnictwa, kierujący pracami prowadzonymi w Wojskowej Akademii Technicznej.
W projekt zaangażowani są również pracownicy Instytutu Robotów i Konstrukcji Maszyn Wydziału Inżynierii Mechanicznej WAT. W efekcie współpracy tych dwóch Instytutów w uczelni opracowano i wykonano kilka wariantów części układu doprowadzającego i odprowadzającego powietrze z hełmu. Została też opracowana technologia ich wytwarzania za pomocą tzw. druku 3D. „Dzięki zastosowaniu techniki druku 3D w procesie wytwarzania elementów konstrukcyjnych bardzo szybko zweryfikowaliśmy wstępnie przyjęte założenia konstrukcyjne i wprowadziliśmy niezbędne poprawki inżynierskie zwiększające funkcjonalność oraz ergonomiczność poszczególnych części” – mówi mgr inż. Kamil Cieplak z Instytutu Techniki Uzbrojenia Wydziału Mechatroniki i Lotnictwa WAT.
Wykonanie gotowych zestawów części, a potem zmontowanie dużej liczby hełmów i rozpoczęcie testów na większej liczbie pacjentów będzie możliwe dzięki zakupowi sprzętu i materiałów eksploatacyjnych do drukarek 3D, zrealizowanemu przy wsparciu władz Wojskowej Akademii Technicznej, Wydziału Mechatroniki i Lotnictwa oraz Wydziału Inżynierii Mechanicznej.
Zespół realizujący zadania na Wydziale Samochodów i Maszyn Roboczych Politechniki Warszawskiej oraz na Wydziale Wzornictwa Przemysłowego Akademii Sztuk Pięknych w Warszawie odpowiedzialny jest w projekcie za dobór materiałów do wykonania hełmu i opracowanie alternatywnych rozwiązań ułatwiających szybki dostęp do pacjenta w nagłych sytuacjach – optymalizację podatności obsługowej hełmu. Ponadto, podjęto prace, które mają na celu opracowanie prototypowego modelu urządzenia typu CPAP (Continuous Positive Airway Pressure), niezbędnego do zapewnienia właściwego przepływu powietrza w hełmie. Pracami zespołu w tym zakresie kieruje dr inż. Przemysław Siemiński we współpracy z dr. inż. Jarosławem Seńko.
W wyniku zaangażowania i współpracy zespołów z Wojskowej Akademii Technicznej i Politechniki Warszawskiej oraz dzięki wsparciu firmy WATS z Bujakowa (producenta wyrobów nadmuchiwanych) w ciągu miesiąca powstało kilka różnych wariantów hełmów. Obecnie są one testowane przez lekarzy i studentów Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Po badaniach i certyfikacji mają szanse trafić do polskich szpitali, gdzie będą stosowane do leczenia pacjentów z niewydolnością oddechową.
Tekst: Ewa Jankiewicz, mjr Paweł Płatek
autor zdjęć: WAT
komentarze