Skip to content

TWI Ajuta La Primul Sistem Respirator Printat 3D

https://live-twi.cloud.contensis.com/image-library/Press-Releases/2020-Press-Releases/Jet-Venturi/Jet-Venturi-HERO.xdd95a7b5.jpg?w=2048&h=1323&crop=2048,1299,0,0

Tue, 19 May, 2020

TWI Technology Center Wales este încântat că a putut ajuta Universitatea din Țara Galilor Trinity St David (UWTSD) în dezvoltarea unui sistem de suport respirator tipărit 3D pentru a ajuta pacienții cu dificultăți de respirație din cauza Coronavirusului.

Inginerii de la UWTSD au început dezvoltarea rapidă a unui sistem de suport respirator respirat bazat pe un jet de înaltă eficiență imprimat 3D, după apelurile guvernului și industriei galeze pentru a dezvolta soluții CPAP fabricate rapid pentru a ajuta pacienții SARS-CoV-2 cu dificultăți de respirație. Echipa de proiect, care a fost asamblată acum puțin peste o lună, este condusă de domnii Graham Howe și Luca Pagano de la MADECymru împreună cu profesorul Peter Charlton, domnul Richard Morgan și domnul John Hughes de la Școala de Inginerie a universității. Echipa a reunit personal cu experiență în domeniile ingineriei, precum și bazându-se pe expertiza lui John Hughes - unul dintre studenții de inginerie finală din UWTSD - pentru a realiza modelări de calcul vital.

Soluția pentru sistem a fost creată prin investigarea lucrărilor de proiect postuniversitare de la Școala de Inginerie de la UWTSD care a evidențiat utilizarea potențială a efectului Venturi pentru terapia cu gaze. Profesioniștii din domeniul sănătății și grupuri din industrie au confirmat că principala provocare pentru terapia cu gaz SARS-CoV-2 a fost nivelul ridicat al consumului de oxigen. Această cerere ridicată se datorează numărului de pacienți activi și a unei disponibilități scăzute în consecință, ca urmare a supraîncărcării infrastructurii și pierderilor cauzate de aparatele existente ineficiente. Mijloacele că consumul de oxigen este principalul parametru pentru procesul de optimizare și modelare.

Efectul Venturi, care se găsește mai ales în așa-numitele ejectoare cu jet Venturi (utilizate în sistemele hidraulice / cu gaz), poate asigura antrenarea unui fluid secundar sau a gazului, ca urmare a unei geometrii optimizate a duzei din care curge un fluid motivant. În esență, atunci când este combinat cu geometriile fizice potrivite, acest lucru permite furnizarea de către pacient a unei game presurizate controlate de amestecuri de aer / oxigen prin conectarea liniei de oxigen disponibile în spitale; fără a fi necesară alimentarea electrică.

Prima validare experimentală a fost întreprinsă la 6 mai la Spitalul Singleton din Swansea. Testele au oferit echipei posibilitatea de a compara performanța prototipurilor fizice cu modelele analitice și de calcul folosite anterior pentru proiectarea și optimizarea geometriei sistemului. Acest test de validare a indicat faptul că sistemul este capabil să furnizeze 40% și 65% FiO2 (fracție de oxigen inspirat), respectiv la 2 și 6 litri pe minut de volum de oxigen. Testele dovedesc că o astfel de configurație ar putea să îndeplinească majoritatea dispozitivelor CPAP disponibile (presiune continuă pozitivă a aerului). Sistemele Venturi prezintă un potențial de a furniza 24% FiO2 cu mai puțin de 1 litru pe minut de volum de volum de oxigen.

Scopul echipei este de a dezvolta o soluție care să fie accesibilă în mod liber autorităților de sănătate din orice țară necesară. Prin urmare, dintr-o perspectivă de fabricație, echipa a dezvoltat deja o serie de soluții diferite. O serie de opțiuni diferite de asamblare sunt posibile, care pot cuprinde conectori de circuite medicale off-the-raft sau un sistem complet imprimat 3D (acesta este prototipul în curs de încercare). Toate aceste opțiuni interfațează cu pacientul folosind o mască de anestezie reglabilă, cu costuri reduse, disponibilă la fața locului de o bretelă imprimată 3D. Prototipul 3D complet imprimat funcțional, așa cum se află, ar putea fi un dispozitiv de conectare și joc descărcător, făcându-l disponibil oriunde în lume. Sistemul este de asemenea capabil să interfețe cu supapele PEEP standard și filtrele virale pentru a proteja pacienții și lucrătorii. Toate cu un cost de 5 GBP / 6 materiale în valoare.

Un prototip de preproducție a fost creat cu asistența TWI Technology Center Wales în analiza abaterii toleranței CT-Radiography NDT și E, în timp ce CBM a oferit asistență de fabricație aditivă.

Graham Howe, Director principal de cercetare (Advanced Manufacturing) la UWTSD, a declarat: „A fost o experiență provocatoare, dar plină de satisfacții, lucrând cu o echipă multidisciplinară de ingineri de la Universitate, fiecare aducând propria lor expertiză pentru a conduce dezvoltarea acestui dispozitiv. De asemenea, am avut un sprijin superb din partea partenerilor noștri industriali de lungă durată, fără de care nu am fi putut finaliza această lucrare. Acest proiect a arătat ce se poate realiza atunci când organizațiile își unesc forțele pentru binele național și sperăm că acest dispozitiv va ajuta la susținerea fantasticului lucru pe care personalul de frontieră NHS îl fac pentru a trata pacienții cu Covid-19.

TWI este mândru că a putut asista UWTSD cu acest proiect important, iar sistemul complet este acum supus unei analize extinse a modului de eșec și a efectelor, precum și testări suplimentare.