Einer der dringendsten Engpässe, mit denen die Krankenhäuser während der Covid-19-Krise konfrontiert sind, ist der Mangel an Beatmungsgeräten. Diese Geräte können Patienten am Leben erhalten, wenn sie nicht mehr alleine atmen können. Doch sie kosten pro Stück rund 30'000 Dollar.
Nun arbeitet ein freiwilliges Team von Ingenieuren, Ärzten, Informatikern und anderen Experten am Massachusetts Institute of Technology (MIT) an der Umsetzung einer sicheren, kostengünstigen Alternative für den Notfallbetrieb, die weltweit schnell nachgebaut werden könnte. Das berichtet die Fachwebseite «SciTechDaily».
Studentenprojekt von vor 10 Jahren
Das Team mit der Bezeichnung MIT E-Vent (für «Emergency Ventilator» – Notfallbeatmungsgerät) wurde am 12. März 2020 als Reaktion auf die Coronavirus-Pandemie gebildet. Seine Mitglieder wurden nach einer plötzlichen Flut von Anfragen zusammengebracht, die sich auf ein Projekt bezogen, das vor einem Jahrzehnt in der MIT-Klasse 2.75 («Design medizinischer Geräte») durchgeführt wurde.
Studenten entwarfen damals ein einfaches Beatmungsgerät, das aus Teilen im Wert von etwa 100 Dollar (rund 100 Franken) gebaut werden konnte. Sie veröffentlichten ein Paper, in dem sie ihr Design und ihre Tests detailliert beschrieben, aber die Arbeit endete an diesem Punkt. Nun, da ein erheblicher weltweiter Bedarf besteht, hat ein neues Team das Projekt unter anderen Vorzeichen wieder aufgenommen.
- Das Paper von 2010: Design and Prototyping of a Low-cost Portable Mechanical Ventilator
Der Schlüssel zur kostengünstigen Beatmungsgeräte-Alternative ist ein handbetriebener Kunststoffbeutel, der als Ruben-Beutel oder Ambu-Beutel bezeichnet wird und den Krankenhäusern bereits in grossen Mengen zur Verfügung steht. Dieser ist so konzipiert, dass er von Hand bedient werden kann, um Patienten in Situationen wie einem Herzstillstand vorübergehend zu beatmen. Wie bei einem Krankenhausbeatmungsgerät wird ein Schlauch in die Atemwege des Patienten eingeführt, aber dann wird die Luft in die Lungen gepumpt, indem der flexible Beutel zusammengedrückt und wieder freigegeben wird.
Die von der früheren MIT-Klasse begonnene Innovation bestand darin, ein mechanisches System zum Zusammendrücken und Freigeben des Ambu-Beutels zu entwickeln, da dies von einer Person nicht über einen längeren Zeitraum hinweg erwartet werden konnte.
Ein weiteres Handout-Bild des Entwicklerteams.
Nichts für Heimwerker
Entscheidend ist dabei, dass ein solches System den Beutel nicht beschädigt und kontrollierbar ist, so dass die Luftmenge und der Druck, die abgegeben werden, auf den jeweiligen Patienten zugeschnitten werden können. Das Gerät muss sehr zuverlässig sein, da ein unerwarteter Ausfall tödlich sein könnte.
Die Anleitung richtet sich nicht an fortgeschrittene Heimwerker, sondern an medizinisches Fachpersonal, da Beatmungsgeräte Präzisionsgeräte sind, die eine lebenswichtige Funktion erfüllen. Alle Informationen werden unter e-vent.mit.edu frei verfügbar gemacht.
Das ehrenamtliche Team arbeitet vorerst ohne Finanzierung und anonym, weil viele von ihnen bereits von Anfragen überschwemmt werden. «Wir würden wirklich gerne einfach nur konzentriert bleiben», sagt ein Teammitglied. «Das ist einer der Gründe, warum die Website so wichtig ist: Damit wir mit jenen kommunizieren können, die wissen möchten, was wir tun.»
Ähnliches Projekt in Spanien
Auch das biomedizinische Forschungsinstitut der Universität Málaga in Spanien arbeitet unter Hochdruck an einer billigen Alternative zu den teuren Beatmungsgeräten. Zusammen mit Ingenieuren entwickelten die Fachleute ein Beatmungsgerät, das aus leicht erhältlichen Teilen zusammengebaut werden kann. Besonderes Augenmerk legte das spanische Team dabei darauf, keine für «echte» Atemgeräte benötigten Teile zu verwenden, da diese weltweit knapp werden könnten.
Das Projekt aus Malaga sei bereits mit «zufriedenstellenden» Ergebnissen an Tiermodellen im 24-Stunden-Einsatz getestet worden, so die Forscher auf der Webseite (spanisch). Das Beatmungsgerät sei «eine echte Alternative im Kampf gegen schwere COVID-19-Symptome», so die Forscher. Allerdings sollte es nur bei «extremer Notwendigkeit» zum Einsatz kommen.
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(gku)