UK-Wissenschaftler produzieren kostengünstige Hochleistungsventilatoren

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Britische Wissenschaftler haben Fördermittel für die Entwicklung eines robusten, kostengünstigen Beatmungsgeräts erhalten, um Patienten in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen zu helfen, die aufgrund von Covid-19 unter schweren Atemproblemen leiden.
Mechanische Beatmung ist ein kleiner, aber wichtiger Teil der Behandlung von pandemischen Virusinfektionen, die die Lunge befallen, einschließlich SARS-CoV-1, SARS-CoV-2 (COVID-19) und Influenza.
Beatmungsgeräte sind in der Regel teuer in der Anschaffung und im Unterhalt und erfordern eine beträchtliche Schulung in der Anwendung. Die meisten sind zudem auf die Bereitstellung von High-Flow-Sauerstoff und medizinisch reiner Druckluft angewiesen, die in vielen Ländern der Welt nicht ohne Weiteres verfügbar sind.

Erschwinglich, zuverlässig und einfach in der Anwendung
Ein Forscherteam, das vom Daresbury Laboratory des Science and Technology Facilities Council (STFC) koordiniert wird, hat sich zum Ziel gesetzt, Pläne für die Entwicklung eines erschwinglichen, zuverlässigen und einfach zu bedienenden Beatmungsgeräts zu erstellen und zu testen, das nicht so stark von komprimierten Gasen und der Stromzufuhr abhängig ist.
Es wird erwartet, dass diese Pläne von einer Vielzahl von Fertigungskonzernen auf der ganzen Welt eingesetzt werden und so den Bedarf an teurem Transport und Wartung reduzieren.
Der Leiter der Technologieabteilung des STFC’s Daresbury Laboratory, Ian Lazarus, ist der Projektleiter. Er sagte: “Ich bin stolz darauf, dieses Team zu leiten, in dem wir Experten aus der Medizin, der Wissenschaft, dem Ingenieurwesen und dem Wissenstransfer mit dem gemeinsamen Ziel zusammengebracht haben, belastbare und qualitativ hochwertige Beatmungsgeräte in Gebieten der Welt verfügbar zu machen, in denen es derzeit nicht genug davon gibt.
“Wir freuen uns darauf, Fähigkeiten, die normalerweise der wissenschaftlichen Forschung zugrunde liegen, in dieses andere und sehr notwendige Gebiet zu verlagern und mit medizinischen Experten sowohl in Großbritannien als auch in Brasilien zusammenzuarbeiten.

Gemeinsam hoffen wir, einen positiven Einfluss auf den aktuellen Kampf gegen COVID-19 und anschließend auf die Behandlung anderer Atemwegserkrankungen in Ländern zu haben, in denen Beatmungsgeräte nicht so leicht verfügbar sind wie hier in Großbritannien.”
Internationales Fachwissen
Neben der Leitung des Daresbury Labs werden Teams aus dem gesamten STFC an diesem Projekt arbeiten, aus dem Technology Department, dem Hartree Centre, der ISIS Neutron and Muon Source und dem Business and Innovation Department (BID).
Das STFC wird auch mit internationalen Partnern von der Bundesuniversität von Rio de Janeiro (Brasilien) und dem CERN zusammenarbeiten, sowie mit der Universität von Birmingham, der Universität von Liverpool und dem Medical Devices Testing and Evaluation Centre (MDTEC).
Die Finanzierung der Prototypen in Höhe von 760.000 Pfund wurde von UK Research and Innovation (UKRI) über den Global Challenges Research Fund (GCRF) gewährt, der Wissenschaftler bei der Entwicklung von Lösungen zur Abschwächung der kurz- und langfristigen sozialen, wirtschaftlichen und gesundheitlichen Auswirkungen der Pandemie unterstützen soll.
Anwendungen in der realen Welt
Dieses Projekt, bekannt als HPLV (High Performance Low Cost Ventilator), baut auf den ursprünglichen Entwürfen für den HEV (High Energy physics Ventilator) auf.
Der HEV wurde am CERN von einer Gruppe von Instituten aus der LHCb-Kollaboration entwickelt, mit Unterstützung von lokalen Krankenhäusern, einem internationalen Team von medizinischen Experten und Organisationen wie der Weltgesundheitsorganisation. Professor Themis Bowcock von der Universität Liverpool hat die Entwicklung von HEV und HPLV initiiert. Er ist Teil des Teams des LHCb-Experiments am CERN und des ursprünglichen HEV-Teams sowie Mitglied des Komitees “CERN against Covid” und des WHO Expert Respiratory Panel.
Er sagte: “Es ist für uns von enormer Bedeutung, dass die Technologie und die Softwaretechniken, die wir für die Grundlagenphysik am Large Hadron Collider entwickelt haben, zur Unterstützung der internationalen Gemeinschaft in der Covid-19-Ära eingesetzt werden.

Dies zeigt, dass die Expertise von Forschern aus dem gesamten UKRI-Portfolio dazu beiträgt, dringende und akute Herausforderungen der Menschheit zu bewältigen.”
Ein gemeinsames Ziel
Das Design des HEV-Prototyps, das mit Hilfe von Forschungstechniken entwickelt wurde, die routinemäßig am CERN eingesetzt werden, wird nun überarbeitet, um es für die behördliche Zulassung und für die Herstellung bereit zu machen.
Die Leiterin des HEV-Teams, die Physikerin Paula Collins, die am LHCb-Experiment am CERN beteiligt ist, sagte: “HEV wurde am CERN während des ersten Lockdowns geboren, dank eines engagierten Teams von Physikern und Ingenieuren, die ihr Fachwissen angepasst haben, um die Pandemie zu bekämpfen.
“Wir sind unserem internationalen Team von medizinischen Beratern dankbar, die uns geholfen haben, das HEV-Design an den Bedürfnissen von Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen auszurichten und ein Beatmungsgerät zu bauen, das auf Qualität und Patientenkomfort ausgerichtet ist.
“Wir begrüßen die HPLV-Initiative sehr, die auf dem Erfolg von HEV aufbauen wird, und wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit dem hervorragenden HPLV-Team für unser gemeinsames humanitäres Ziel.”
Eine Teamleistung
Während des HPLV-Projekts werden die in Brasilien ansässigen Partner Schwierigkeiten bei der Beatmung von Patienten identifizieren und diese Informationen an das Designteam weitergeben, während Regulierungsexperten in Großbritannien ebenfalls wertvolle Hinweise zu dieser Neuentwicklung geben werden.
Das STFC BID-Team wird eng mit seinen Kollegen in CERN’s Knowledge

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