Αναπνευστική υποστήριξη με βαλβίδα 3D εκτύπωσης από το ΑΠΘ – Φτιάχνουν μάσκα υψηλής προστασίας

Με επιτυχία στέφτηκε η εφαρμογή βαλβίδας εκπνοής, που φτιάχτηκε από 3d εκτυπωτή του ΑΠΘ, σε ασθενή που νοσηλεύεται στο ΑΧΕΠΑ με υποστήριξη αναπνευστήρα.

Η βαλβίδα παράχθηκε με διαδικασία τρισδιάστατης εκτύπωσης στο Εργαστήριο Στοιχείων Μηχανών και Μηχανολογικού Σχεδιασμού (ΕΣΜ&ΜΣ) του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης.

Πριν από τρεις εβδομάδες το Εργαστήριο έθεσε τον εξοπλισμό και το προσωπικό του στη διάθεση του Εθνικού Οργανισμού Δημόσιας Υγείας, για το ενδεχόμενο να παρουσιαστεί έλλειψη των συγκεκριμένων εξαρτημάτων των αναπνευστήρων.

Αμέσως ξεκίνησαν δοκιμαστικές εκτυπώσεις και η λειτουργία τους ελέγχθηκε αρχικά σε τεχνητό πνεύμονα στην Κλινική Αναισθησιολογίας και Εντατικής Θεραπείας του ΑΧΕΠΑ.

Για την κατασκευή της βαλβίδας, αξιοποιήθηκε η εμπειρία του Εργαστηρίου στον σχεδιασμό και την κατασκευή εμβιομηχανικών διατάξεων, ενώ επιλέχθηκε ο τύπος αναπνευστήρα που χρησιμοποιείται στο ΑΧΕΠΑ.

Ο διευθυντής του Εργαστηρίου, καθηγητής του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών ΑΠΘ Αθανάσιος Μιχαηλίδης και ο επίκουρος καθηγητής του ίδιου Εργαστηρίου Χρήστος Σαλπιστής συνεργάστηκαν με τον διευθυντή της Κλινικής Αναισθησιολογίας και Εντατικής Θεραπείας ΑΧΕΠΑ καθηγητή Βασίλειο Γροσομανίδη, την αναισθησιολόγο εντατικολόγο και διευθύντρια ΕΣΥ στο ΑΧΕΠΑ Ελένη Γκέκα και τον διευθυντή της Γ’ Χειρουργικής Κλινικής του ΑΧΕΠΑ, καθ. Ισαάκ Κεσίσογλου.

«Η αξία της πρόληψης, το να είμαστε βήματα μπροστά από τις ενδεχόμενες εξελίξεις, αποδείχθηκε ο πιο κρίσιμος παράγοντας στην αντιμετώπιση της πανδημίας στη χώρα μας. Ευχόμαστε -και είναι βάσιμες οι ελπίδες μας- να μη χρειαστεί να προχωρήσουμε σε μαζική παραγωγή ιατρικού υλικού, όπως οι βαλβίδες για τους αναπνευστήρες. Είναι πολύ σημαντικό, όμως, να είμαστε έτοιμοι να συνεισφέρουμε με όποιον τρόπο μπορούμε, ανά πάσα στιγμή, έχοντας ήδη πιστοποιήσει με τα αυστηρότερα επιστημονικά κριτήρια τη λειτουργικότητα και ασφάλεια του υλικού αυτού», δήλωσε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο πρύτανης του ΑΠΘ, καθ. Νίκος Παπαϊωάννου.

Ο καθηγητής Αθανάσιος Μιχαηλίδης με τη νέα μάσκα υψηλής προστασίας

«Καθώς ο αριθμός των νέων περιστατικών και των κρουσμάτων που νοσηλεύεται στις εντατικές καθημερινά μειώνεται, καθώς η εθνική προσπάθεια αποδίδει και η χώρα μας αναγνωρίζεται από την παγκόσμια κοινότητα ως πρότυπο για την αντιμετώπιση της πανδημίας, το ανθρώπινο ερευνητικό δυναμικό μας συνεισφέρει στη μάχη κατά του κορονοϊού, ώστε κάθε επόμενη μέρα να είναι ακόμη καλύτερη, ώστε για κάθε παράμετρο αυτής της κρίσης να είμαστε προετοιμασμένοι, πάντα ένα βήμα μπροστά», πρόσθεσε ο κ. Παπαϊωάννου, εξηγώντας ότι «το Αριστοτέλειο συμμετέχει με το Τμήμα Ιατρικής του στην εμβληματική δράση της Γενικής Γραμματείας Έρευνας και Τεχνολογίας για την Επιδημιολογική μελέτη του SARS-CoV-2, αλλά και κινητοποιεί σε κάθε επιστημονικό πεδίο ερευνητικές ομάδες, των οποίων οι καινοτόμες προτάσεις δύνανται να προσφέρουν αποτελεσματικές λύσεις».

«Η μεγάλη ανταμοιβή του να προσφέρεις»

«Λόγω της κρισιμότητας της κατάστασης εκτιμήθηκε ότι δεν μπορεί να αποκλειστεί το ενδεχόμενο να υπάρξει έλλειψη βαλβίδων αναπνευστήρων. Ήδη το Εργαστήριο ΣΜ&ΜΣ είχε προχωρήσει σε δοκιμαστική εκτύπωση και έτσι δόθηκε άμεσα η δυνατότητα στους ειδικούς ιατρούς να αξιολογήσουν τις δυνατότητες παραγωγής και τις ιδιότητες των υλικών για ιατρική χρήση», δήλωσε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο καθ. Α. Μιχαηλίδης, χωρίς να μπορεί να κρύψει τη συγκίνησή του για τη στιγμή που η βαλβίδα εφαρμόστηκε αποτελεσματικά σε αναπνευστήρα που χρησιμοποιούσε ασθενής:

«Όταν ο κ. Γροσομανίδης με ενημέρωσε πως η βαλβίδα λειτουργεί σε ασθενή συγκινήθηκα αλλά και χάρηκα πάρα πολύ. Το να αναλύεις, σχεδιάζεις, κατασκευάζεις και προσφέρεις κάτι που ο κόσμος το έχει ανάγκη και τελικά να το βλέπεις να λειτουργεί, είναι πράγματι μεγάλη χαρά. Αυτή η βαθιά ικανοποίηση που προκύπτει από την προσφορά είναι η ανταμοιβή του μηχανικού, όπως συνηθίζω να λέω στους φοιτητές μου».

«Η βαλβίδα που φτιάξαμε δοκιμάστηκε καταρχήν όχι σε άνθρωπο, αλλά σε τεχνητό πνεύμονα στην Κλινική Αναισθησιολογίας και Εντατικής Θεραπείας του ΑΧΕΠΑ και μετά από δύο ημέρες, καθώς τα αποτελέσματα ήταν ικανοποιητικά, χρησιμοποιήθηκε σε ασθενή. Έχουμε πλέον τη σιγουριά ότι αν -ο μη γένοιτο- παραστεί ανάγκη, όχι μόνο είμαστε διαθέσιμοι, αλλά και μπορούμε να ανταποκριθούμε αποτελεσματικά» , επισήμανε ο κ. Μιχαηλίδης.

Ο καθηγητής Ισαάκ Κεσίσογλου με τη νέα μάσκα υψηλής προστασίας

«Σχεδιασμός νέας μάσκας υψηλής προστασίας»

Παράλληλα με την ανάπτυξη βαλβίδων αναπνευστήρων η ομάδα του Εργαστηρίου ΣΜ&ΜΣ ξεκίνησε μία νέα προσπάθεια. Αυτή τη φορά ζητούμενο ήταν ο σχεδιασμός μιας πρότυπης μάσκας υψηλής προστασίας για το ιατρικό προσωπικό, το οποίο έρχεται σε επαφή με ασθενείς COVID-19. «Οι εικόνες εργαζομένων υγείας με πρόσωπα χαραγμένα από την πολύωρη χρήση των μασκών φανέρωσαν σε εμάς πόσο επείγουσα είναι η ανάγκη βελτίωσης του σχεδιασμού τους», ανέφερε ο καθ. Μιχαηλίδης, γνωστοποιώντας πως «οι ελληνικές εταιρείες FILTROSYSTEM και Filtrex διέθεσαν άμεσα στο Εργαστήριο δείγματα φίλτρων υψηλών προδιαγραφών» και «με τη συνδρομή των Δρ. Παν. Κουβράκη και Δρ. Ιωαν. Νεραντζή της BETA-CAE SYSTEMS σχεδιάστηκε μία νέα μάσκα προστασίας που προσφέρει μεγαλύτερη άνεση και ελευθερία στην αναπνοή».

Ο διευθυντής του ΕΣΜ&ΜΣ εξήγησε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ τα σημεία όπου εστιάστηκαν οι βελτιώσεις στον σχεδιασμό της νέας μάσκας υψηλής προστασίας: «Ο χρήστης πρέπει να αναπνέει όσο το δυνατόν ευκολότερα, ώστε να μην κουράζεται. Επίσης, η εφαρμογή της μάσκας πρέπει αφενός μεν να απομονώνει αποτελεσματικά τις αναπνευστικές οδούς από το περιβάλλον, αφετέρου δε να μην ενοχλεί το χρήστη ακόμη και μετά από πολύωρη χρήση».

Σε ό,τι αφορά τη διαδικασία ανάπτυξης της νέας μάσκας διευκρίνισε: «Τυπώσαμε δοκιμαστικά μάσκες με σκοπό να τις αξιολογήσουμε συνεργαζόμενοι με συναδέλφους ιατρούς της Κλινικής Αναισθησιολογίας και Εντατικής Θεραπείας του ΑΧΕΠΑ. Στη συνέχεια, κατασκευάσαμε ένα πρότυπο, του οποίου η δοκιμή κρίθηκε επιτυχής». Η δοκιμή αυτή περιλάμβανε και τη διαδικασία απολύμανσης του τμήματος της μάσκας που εφαρμόζει στο πρόσωπο, το οποίο είναι επαναχρησιμοποιούμενο, ενώ το αποσπώμενο φίλτρο είναι μίας χρήσης.

«Η παραγωγή με 3d printing έχει κόστος υψηλότερο από τις άλλες μεθόδους παραγωγής και ενδείκνυται σε εξαιρετικές περιπτώσεις ή για κατασκευή προτύπου. Έχουμε ενδιαφέρον για βιομηχανική παραγωγή τέτοιου τύπου μασκών», ανέφερε ο κ. Μιχαηλίδης.

Πρόσθεσε ακόμη πως επιδίωξη του Εργαστηρίου ΣΜ&ΜΣ είναι ο νέος τύπος της μάσκας υψηλής προστασίας να μπορεί να χρησιμοποιηθεί και όταν ξεπεραστεί η υγειονομική κρίση, για να προστατεύσει εργαζόμενους από επαγγελματικές ασθένειες. «Θέλουμε να αναπτύξουμε ένα προϊόν, το οποίο θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και να προστατεύει εργαζόμενους, που κατά την εργασία τους εισπνέουν αρωματικούς υδρογονάνθρακες και άλλες επικίνδυνες χημικές ουσίες. Πολλές φορές οι εργαζόμενοι δε χρησιμοποιούν μάσκες, πρώτον γιατί είναι ενοχλητικές στο πρόσωπο και δεύτερο διότι το φίλτρο εμποδίζει την αναπνοή. Νομίζουμε ότι είμαστε σε πολύ καλό δρόμο να αναπτύξουμε ένα προϊόν που θα επιτρέπει την εύκολη αναπνοή, την καλή προσαρμογή στο πρόσωπο και θα μπορεί να εξοπλιστεί με φίλτρο κατάλληλο για διάφορες απαιτήσεις, –είτε για υψηλή μικροβιακή προστασία, όπως στην περίπτωση του SARS-CoV-2 ή για προστασία από χημικές ουσίες και αναθυμιάσεις», κατέληξε ο καθηγητής.

Πηγή: ΑΜΠΕ