IISc-Teams entwickeln Sauerstoffkonzentratoren und Beatmungsgeräte

Mit dem Einsetzen der zweiten Welle von Covid-19 steht der Bedarf an Beatmungsgeräten und damit verbundenen Eingriffen vor der Tür. Während Krankenhaus-Intensivbetten mit Beatmungsgeräten ausgestattet sind, werden provisorische Betten dies nicht tun, weshalb dies erforderlich ist. Forscher des Indian Institute of Science haben verschiedene nicht-pharmazeutische Interventionen wie Beatmungsgeräte auf der Intensivstation, Sauerstoffversorgungsverteiler und Sauerstoffkonzentratoren entwickelt, die jeweils unterschiedliche Anforderungen erfüllen.

Kostengünstige Lösungen

Im Jahr 2020, als die Pandemie in Indien einsetzte, wollten Sushobhan Avasthi, außerordentlicher Professor am Zentrum für Nanowissenschaften und Ingenieurwesen, und sein Team kostengünstige Beatmungsgeräte bauen. Als sich das Projekt weiterentwickelte, stellten sie fest, dass ein ausgefeilteres Gerät erforderlich war, das erkennen konnte, wann die Patienten selbst atmen konnten, und sie dann sanft entwöhnte, damit sie wieder unabhängig wurden. „Im September waren wir mit der D3-Edition von intelligenten Beatmungsgeräten fertig, die gut genug waren, um auf der Intensivstation eingesetzt zu werden“, sagt Dr. Avasthi. Sie haben sich mit der Firma Vasmed zusammengetan, um diese Ventilatoren für den Markt herzustellen. “Diese hätten ungefähr 1,5 Lakh Rupien gekostet”, sagt Anoop Varghese, COO von Vasmed, und beziffert die Kosten auf ungefähr ein Drittel des Preises von im Handel erhältlichen Rupien.

Die Gruppe arbeitete mit Dr. Justin Aryabhata Gopaldas vom Manipal Hospital in Bangalore zusammen, um bei der Entwicklung der Geräte Inputs und Feedback zu erhalten. „Anfangs waren viele Ärzte beteiligt, vielleicht hat meine Vertrautheit mit der Physik geholfen. Wir haben viele Dinge besprochen, zum Beispiel, als ein Atemzug genommen wurde, welche Arten von Wellen gebildet wurden “, sagt Dr. Gopaldas. Die Bemühungen wurden jedoch während der ersten Welle nicht verwirklicht. Vasmed brauchte die Anziehungskraft des Marktes, um eine vollständige Prüfung und Zertifizierung des Moduls finanzieren zu können.

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Keine Vorkenntnisse

Die Gruppe suchte dann auch nach anderen Interventionen, die in diesem Moment nützlich sein könnten. Sie kamen auf die Idee des Sauerstoffversorgungsverteilers, bei dem es sich um ein System handelt, mit dem mehrere Patienten von einer zentralen Quelle aus mit Sauerstoff versorgt und die zugeführte Sauerstoffmenge angepasst werden kann.

„Wir haben dieses Projekt mit null Erfahrung mit medizinischen Geräten begonnen, geschweige denn mit einem kritischen Projekt wie einem Beatmungsgerät. Prof. Prosenjit Sen hat die Touchscreen-Benutzeroberfläche entwickelt. Prof. Saurabh Chandorkar entwarf das eingebettete System – das Gehirn des Beatmungsgeräts. Prof. Srinivasan Raghavan beaufsichtigte die Entwicklung der Pneumatik. Am wichtigsten war die Begeisterung unserer Schüler, insbesondere von Harshvardhan Gupta und Ankit Rao “, erinnert sich Dr. Avasthi.

Robuster Konzentrator

In der Zwischenzeit wurden im Labor für Werkstofftechnik Anstrengungen unternommen, um einen Sauerstoffkonzentrator herzustellen. Umgebungsluft enthält etwa 70% Stickstoff und etwa 28% Sauerstoff und andere Gase; Die Arbeit eines Konzentrators besteht darin, den Sauerstoff abzutrennen und mit Sauerstoff angereicherte Luft für den Patienten zu sammeln. „Bis August 2020 hatten wir die dritte Generation des Konzentrators fertig. Es konzentrierte sich auf mehr als 90% in fünf Litern und 80% auf zehn Liter. Nicht nur das, es könnte monatelang ohne Unterbrechung zusammen laufen, ohne sich zu erwärmen “, sagt Praveen Ramamurthy, der die Bemühungen leitete. Bis September hatten sie das System fertig, aber das Interesse war abgeklungen.

“In den letzten Wochen habe ich wieder viele Mails und Anrufe erhalten, in denen ich mich danach erkundigt habe”, sagt Dr. Ramamurthy.

Zertifizierung für Sicherheit

Das Gerät hat den Vorteil, dass es die Daten in die Cloud pumpen kann, die zur Überwachung der Verwendung an einen Arzt weitergegeben werden kann. Die Gruppe wird eine Zertifizierung beantragen, die die elektrische Sicherheit und die Drucksicherheit sowie die Biokompatibilität prüft. Sie erwarten, dass es ungefähr zwei Wochen dauern wird, um zu erhalten.

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Sowohl der Sauerstoffversorgungsverteiler als auch der Sauerstoffkonzentrator sind nach Ansicht der Gruppe das Gebot der Stunde und können leicht hergestellt werden.

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