جهاز بديل لأنظمة التنفس الصناعي التقليدية لعلاج «كوفيد ـ 19»

طوّره فريق من جامعة ليدز ويكلف 200 دولار أميركي

صورة من جهاز دعم التنفس الجديد (الفريق البحثي)

توصل فريق بحثي بريطاني من جامعة ليدز إلى ابتكار جهاز لدعم التنفس منخفض التكلفة وسهل الاستخدام يكون حلاً لمشاكل نقص إمدادات الأكسجين، التي تواجهه بعض الدول ذات الدخل المنخفض إلى المتوسط، ضمن إجراءات مواجهة جائحة «كوفيد – 19».
والجهاز الذي تم الإعلان عنه، أول من أمس، في دورية «فورنتيرز إن ميديكال تكنولوجي»، يعتمد بشكل أساسي على المروحة الكهربائية البسيطة. ويوفر شكلاً من أشكال العلاج بالأكسجين يسمى «ضغط مجرى الهواء الإيجابي المستمر»، الذي أثبت فاعليته في مساعدة المرضى الذين يكافحون من أجل التنفس بسبب «كوفيد – 19» المعتدل إلى الشديد.
ووفق الدراسة، فإن الجهاز خضع لتجارب شارك بها عشرة متطوعين أصحاء، وأظهر أنه يمكن استخدامه بأمان دون التسبب في نقص الأكسجة (مستويات منخفضة من الأكسجين في الأنسجة) أو فرط ثنائي أكسيد الكربون (تراكم ثاني أكسيد الكربون في مجرى الدم) وأن استخدامه كان جيد التحمل من قِبل المستخدمين، مع عدم الإبلاغ عن أي أحداث سلبية.
واستخدم الباحثون مبادئ «الابتكار المقتصد» لتصميم وتطوير مساعدات التنفس، لضمان بقاء الجهاز بسيطاً مع كونه قوياً وقادراً على تلبية المتطلبات السريرية في البيئات الصحية ذات الموارد الفقيرة. وكان أحد الابتكارات الرئيسية هو توليد تدفق الهواء المطلوب باستخدام مروحة كهربائية بسيطة، على غرار المراوح المستخدمة في تبريد الأجهزة الإلكترونية، للتغلب على عدم الوصول إلى إمدادات الهواء والأكسجين عالي الضغط.
يقول نيكيل كابور، أستاذ ديناميكيات الموائع التطبيقية في جامعة ليدز والأكاديمي المشرف على المشروع: «من خلال اعتماد نهج الابتكار المقتصد، تمكنا من إعادة تصميم قطعة مهمة من المعدات الطبية حتى تتمكن من العمل بفاعلية في أوضاع الرعاية الصحية فقيرة الموارد».
ويضيف: «تخلصنا من التعقيد غير الضروري وتأكدنا من أن الجهاز سيعمل في الأماكن التي تكون فيها إمدادات الأكسجين نادرة وتحتاج إلى الصيانة، ويعد النموذج الأولي الذي أنتجناه خطوة مهمة في تطوير جهاز من شأنه أن يوفر وصولاً أكبر إلى تكنولوجيا الرعاية الحرجة ويساعد في إنقاذ الأرواح».
وتبلغ تكلفة مكونات الجهاز الأولي، التي يمكن أن تنخفض مع الإنتاج الكبير، إلى نحو 150 جنيهاً إسترلينياً (نحو 205 دولارات أميركية)، ويمكن أن تكلف أجهزة التنفس التقليدية نحو 600 جنيه إسترليني، ويمكن أن تكلف جهاز التنفس الصناعي المستخدم في وحدة العناية المركزة أكثر من 30 ألف جنيه إسترليني.
يقول الدكتور توم لوتون، استشاري الرعاية الحرجة والتخدير بمستشفيات برادفورد التعليمية وعضو فريق البحث: «في المملكة المتحدة، كان الضغط على جهاز ضغط مجرى الهواء الإيجابي المستمر (CPAP) كبيراً باعتباره الدعامة الأساسية لعلاج الجهاز التنفسي للمرضى المصابين بفيروس (كوفيد – 19) الحاد ويساعد على منع المرضى من الحاجة إلى رعاية متقدمة لوحدة العناية المركزة مثل أجهزة التنفس الصناعي».
وفي العديد من البلدان، تعني قيود الموارد أنه من الصعب الحصول على جهاز ضغط مجرى الهواء الإيجابي المستمر، وأن المرض الأكثر شدة يؤدي في كثير من الأحيان إلى الوفاة، ويمكن لأجهزة ضغط الهواء الإيجابي المستمر البسيطة، المصممة للعمل في بيئة محدودة الموارد، أن تساعد في الحد من عدم المساواة في الرعاية الصحية العالمية وإنقاذ الأرواح.
ويشرح الدكتور بيت كولمر، الأستاذ المشارك في كلية الهندسة الميكانيكية في ليدز والمؤلف الرئيسي للدراسة، آلية عمل الجهاز، مشيراً إلى أنه يتكون من مروحة متصلة بما يعرف بدائرة التنفس، وتتكون هذه الدائرة من مرشح لالتقاط الفيروسات والبكتيريا في تدفق الهواء، والأنابيب، وقناع الوجه، وهو صمام يتحكم في تدفق الأكسجين من مُكثف أكسجين.
ويوفر نظام المروحة المصمم بذكاء إمداداً آمناً لتدفق الهواء دون الحاجة إلى أنظمة تحكم أكثر تعقيداً - ومكلفة - أو مصدر هواء عالي الضغط، ويوفر هذا وسيلة بسيطة وقوية لتوليد تدفق هواء كافٍ لفتح الممرات الهوائية للمريض، بحيث يمكن للأكسجين الوصول إلى الأكياس الهوائية الدقيقة في الرئتين، دون التعرض لخطر الآثار الضارة.