مدينة زويل تبتكر 3 أنواع من أجهزة التنفس الصناعي

عكف أساتذة وباحثون بمدينة زويل على العمل في محاور مختلفة شملت الناحية الصحية والتعليمية ومكافحة فيروس كورونا. 

وفيما يلي وصف لما تم إنجازه على أرض الواقع وذلك بخلاف النشاطات البحثية الأخرى في نفس السياق والتي يجري العمل على تقييمها حالياً:

١. نماذج أولية لأجهزة التنفس الصناعي

وفيما يلي ثلاثة نماذج أولية لأجهزة تنفس صناعي مصممة بتقنيات ومختلفة وتكلفة منخفضة:

‌أ. جهاز تنفس صناعي (النموذج الأول)

تم تصميم هذا الجهاز ليعمل في مرحلة ما قبل العناية المركزة والتي  عادة يقوم فيها أخصائي طبي باستخدام بالون تنفس صناعي يدوي، 

حيث يقوم الجهاز بالعمل آليا وبالتالي يوفر وقت الأخصائي الطبي لعمل  إسعافات حرجة أخرى بينما يظل المريض على هذا الجهاز لحين نقله إلى  العناية المركزة. وتظهر فاعلية هذا الجهاز في حالة وجود فترات انتظار  طويلة لدخول العناية المركزة، ومن ثم تساعد على التنفس في هذه  الأوقات ما يخفف من حدة المعاناة البدنية والنفسية وتخفيف الضغط على الفرق الطبية.

 

وقد تم بالفعل تصميم وتصنيع نموذج أولي يحقق المتطلبات الآتية:

١. التحكم في كمية الهواء في النفس الواحد

٢. التحكم في عدد مرات التنفس في الدقيقة

٣. التحكم في وقت الشهيق والزفير

٤. قياس الضغط على الرئة والفصل الآلي عند ارتفاعه لدرجة خطرة

وبعد نجاح النسخة الأولى يجري الآن عمل نموذج مطور يحقق المتطلبات الآتية:

١. فصل مسار الشهيق عن الزفير

٢. امكانية فك وتركيب بالون التنفس بسهولة

٣. إمكانية التشغيل اليدوي

٤. إمكانية التشغيل بالكهرباء أو بطارية أو من شاحن السيارة

٥. سهولة الحمل والنقل

واضافت الجامعة في بيان لها أن الانتهاء من النموذج الثاني في ٨ إبريل ٢٠٢٠ كما أن التصميم يراعي سهولة الإنتاج الكمي ويستهدف تكلفة من ٢٠٠٠ إلى ٣٠٠٠ جنيه مصري للوحدة.

‌ب. جهاز تنفس صناعي (النموذج الثاني: Venta-Max Ventilator)

تسبب جائحة COVID 19 في زيادة أعداد الالتهاب الرئوي وأمراض الجهاز التنفسي القاتلة بشكل كبير.

 إجمالي عدد أجهزة التهوية المتاحة في السوق المصري محدود للغاية  مع تعذر الاستيراد.

مميزات التصميم : Venta-Max Ventilator

• تكلفة منخفضة (حوالي ١٠،٠٠٠ جنيه مصري)

• يتم تجميعه بسهولة باستخدام الموارد والمكونات المتاحة بالسوق المصرية

• مصمم للعمل على الوضع الإلزامي (Mandatory Mode)الذي يحتاجه في الغالب حالاتCOVID19 الشديدة (على افتراض أن الرئتين غير قادرتين على الزفير أو الاستنشاق على الإطلاق)

• جهاز تحكم ميكانيكي في الضغط

• يمكن أن يعمل بالكهرباء مع إمكانية وصله بألواح شمسية للأماكن محدودة الموارد (المستشفيات المؤقتة الميدانية والأماكن النائية).

• إمكانية التطوير المستمر لاضافة أنظمة أنذار و ميكنة ردود الأفعال وتحسين واجهة التعامل البشرية ( (human user interface

 

التصميم و مبدأ التشغيل:

تم تجميع أول نسخة و اختبار التشغيل الأولي وجاري معايرة الحساسات

الخطوات المقبلة:

• الانتهاء من واجهة المستخدم

• اختبار الضغوط وفقا للمتوقع والمصمم عليه.

• تنفيذ التصميم في شكل دائرة إلكترونية مطبوعة لتصغير الحجم.

تاريخ الانتهاء المتوقع: ٥ أبريل ٢٠٢٠

‌ج. جهاز تنفس صناعي (النموذج الثالث)

يعكف فريق آخر على تطوير جهاز تنفس صناعي يمكن استخدامه لمرضى الالتهاب الرئوي الذين لم يصلوا إلى حالة حرجة وبالتالي لا يحتاجون إلى أجهزة العناية المركزة باهظة التكلفة. 

والجدير بالذكر أن مثل هذه الأجهزة غير متوفرة بجمهورية مصر العربية  حيث يستخدم لجميع الحالات الأجهزة التي تتعدي تكلفتها مئات الآلاف

 من الجنيهات بينما نتوقع أن تكون تكلفة هذا الجهاز في حدود ١٪ من ثمن الأجهزة المتوفرة. 

ويتم تنفيذ هذا المشروع بالتعاون مع جامعة إلينوي في أوربانا شامبين بالولايات المتحدة وإحدى قلاع الصناعة المصرية – مجموعة العربي. 

وتعتمد فكرة المشروع على تطوير جهازتنفس صناعي ميكانيكي تم تصميمه في جامعة إلينوي، على أن يتم تصنيعه من خلال مجموعة العربي  باستخدام مواد محلية مما يحتم تعديل التصميم الأصيل كي يتوافق مع إمكانيات التصنيع المحلي والمكونات المحلية المتاحة. 

وبالتالي يقوم الفريق البحثي بإعادة تصميم صمام تخفيف الضغط، وآليات التحكم في ضغط الشهيق والزفير. ومن المتوقع أن تكون تكلفة الجهاز أقل ٧٠٪ من نظيره المستورد بنفس المواصفات.

 

ويتوقع الفريق البحثي أن يكون قادرًا على إنتاج عشرة نماذج في ٧ أبريل ٢٠٢٠.

٢. قناع تنفس مزود بصمام زفير قابل لإعادة الاستخدام

نظرا لسهولة انتشار فيروس كورونا من خلال الهواء الناقل لرذاذ المريض الحامل للفيروسفإنه من الضروري توفير أقنعة تحمي جميع العاملين في المجال الطبي من احتمالية الإصابة بالفيروس خاصة أن معظم الأقنعة الموجودة ذات استخدام لمرة واحدة فقط.

لذا فقد قام باحثو مدينة زويل بتصميم أولي لقناع تنفس بالمواصفات التالية:

• مزود بصمام زفير قابل لإعادة الاستخدام

• مصنوع من مطاط السيليكون الطبي والمعالج بمواد تمنع نشاط الفيروسات ويمكن تعقيمه بسهولة.

• كما يحتوي هذا التصميم على فلاتر قابلة للتغيير ومعالجة بطريقة قادرة  علي وقف نشاط تلك الفيروسات.

كما تسعي مدينة زويل لتوفير التمويل اللازم لدعم هذا المشروع والحصول علي إنتاج كمي في خلال شهر.

يتميز هذا القناع بخفة الوزن وإمكانية إعادة الاستخدام وسهولة تطهيره بالإضافة إليالتحكم في البكتريا والفيروسات من خلال فلاتر معالجة توقف نشاط الميكروبات عامة والفيروسات خاصة. كما يمكن تصنيعه من  المكونات المحلية.