Ventile im Einsatz gegen COVID-19

Das Insti­tute for Man­u­fac­tur­ing of Cam­bridge (IfM), ein Teil der Fakultät für Inge­nieur­wis­senschaften der Uni­ver­sität Cam­bridge, arbeit­et gemein­sam mit dem NHS Pap­worth Hos­pi­tal in Cam­bridge an ein­er Meth­ode, um den Luft­strom eines Beat­mungs­gerätes so aufzuteilen, dass zwei COVID-19 Patien­ten gle­ichzeit­ig von einem Beat­mungs­gerät ver­sorgt wer­den kön­nen. Mit einem solchen Gerät kön­nten die Kapaz­itäten zur sicheren Beat­mung von Patien­ten kurzfristig ver­dop­pelt werden.

Eine Anforderung der Medi­zin­er war es, den Luft­strom zu jedem Patien­ten indi­vidu­ell messen und steuern zu kön­nen. So soll sichergestellt wer­den, dass eine Ver­schlechterung oder Verbesserung der Atmung bei einem Patien­ten keine Auswirkun­gen auf die Luftzu­fuhr oder die Überwachung des anderen Patien­ten hat.

Dazu entwick­elte das IfM ein Auslesemess­gerät, das die Echtzeit-Mes­sung des Tidalvol­u­mens für jeden Patien­ten sowie die Überwachung des Gesamt­drucks und des Luft­stroms im Gerät ermöglicht. Um den Luft­strom für jeden Patien­ten indi­vidu­ell fein­ab­stim­men zu kön­nen, wer­den Ven­tile benötigt, die zum einen eine exak­te Dosier­barkeit des Luft-Sauer­stof­fgemischs gewährleis­ten und die zum anderen leicht zugänglich sein sollten.

Zur Lösung dieser bei­den Her­aus­forderun­gen arbeit­en die Wis­senschaftler gemein­sam mit den Spezial­is­ten des Ven­til­her­stellers GEMÜ zusam­men. Diese berech­neten die opti­malen Durch­flussrat­en des Luft-Sauer­stof­fgemis­ches und emp­fahlen den Ein­satz des Ven­tils GEMÜ C67 in der Nen­nweite DN8, da diese Ven­tile auf­grund ihres gerin­gen Durch­fluss­wider­standes einen hohen Luft­strom, bei gle­ichzeit­ig guter, manueller Regel­barkeit erlauben. Tat­säch­lich ist auch das Design der Ven­tile entschei­dend, da deren Han­dräder die einzi­gen Teile des neu entwick­el­ten Gerätes sind, die sich außer­halb des Gehäus­es befind­en, so dass die Ärzte die Luft­ströme für jeden Patien­ten sep­a­rat ein­stellen können.

Bish­erige Tests des „Split­ters“ mit kün­stlichen Lun­gen sind sehr erfol­gver­sprechend aus­ge­fall­en, so dass erste Details des Appa­rates, der als mobiles Gerät entwick­elt wurde, jet­zt auf der Web­site des IfM frei ver­füg­bar sind. Die Web­site mit den voll­ständi­gen Design- und Test­de­tails wird aktu­al­isiert, sobald das Gerät für den Ein­satz freigegeben ist. Damit kann der „Split­ter“ weltweit nachge­baut wer­den und so im Bedarfs­fall, vor allem in den Län­dern, die aus unter­schiedlich­sten Grün­den nicht über aus­re­ichend Beat­mungs­geräte ver­fü­gen, die Beat­mungska­paz­itäten kurzfristig verdoppeln.

„Wir sind sehr stolz darauf, an diesem Pro­jekt beteiligt zu sein. Das vom Insti­tute for Man­u­fac­tur­ing of Cam­bridge entwick­elte Gerät wird vor allem in den Län­dern Leben ret­ten, die nicht über die Mit­tel ver­fü­gen, um aus­re­ichend Beat­mungs­geräte zu beschaf­fen “, kom­men­tiert Gert Müller, geschäfts­führen­der Gesellschafter, den Beitrag des Unternehmens und die Zusam­me­nar­beit mit dem IfM.