Un ventilateur peut sauver la vie des patients dont les poumons sont endommagés par l’infection au COVID-19. Mais l’Inde, comme tous les pays aux prises avec cette pandémie, est susceptible de faire face à une importante pénurie de ventilateurs.
Les fabricants ne sont pas en mesure de se procurer des composants clés tels que des capteurs et des contrôleurs de débit à l’étranger en raison des perturbations actuelles des chaînes d’approvisionnement mondiales.
Pour remédier à cette pénurie, une équipe d’ingénieurs de l’IISc construit ici un prototype de ventilateur électromécanique à partir de zéro, en utilisant uniquement des composants trouvés ou fabriqués en Inde, sur la base des directives émises par la UK Medicines and Healthcare products Regulatory Agency.
Selon IISc, il devrait être prêt dans les deux prochaines semaines.
« Nous le construisons pour que tout le monde puisse l’utiliser gratuitement », a déclaré TV Prabhakar, chercheur principal au Département d’ingénierie des systèmes électroniques (DESE) et l’un des fondateurs du projet, selon un communiqué de l’IISc. .
«Depuis 10 jours, nous travaillons jour et nuit pour faire fonctionner cette technologie», explique Gaurab Banerjee, professeur agrégé au Département de génie des communications électriques et l’un des coordinateurs du projet. Nous espérons qu’à la fin du mois d’avril, les fabricants pourront faire réaliser leurs propres prototypes, qu’ils pourront évoluer très rapidement.
Il y a actuellement environ 40 000 ventilateurs disponibles à travers le pays, mais si le nombre de cas graves augmente, plusieurs milliers d’autres pourraient devoir être produits très rapidement.
Les patients atteints d’une infection à COVID-19 sévère ont des poumons enflammés ou endommagés qui ont du mal à recevoir suffisamment d’oxygène. Lorsque les médecins les mettent sous ventilateur, la machine aide de manière critique la fonction pulmonaire, alimentant les patients un mélange contrôlé d’air et d’oxygène et achetant leur temps corporel pour lutter contre l’infection.
Un ventilateur bien conçu possède des capteurs et des actionneurs intégrés qui permettent aux médecins de régler le volume et la pression de gaz délivrés au patient avec précision, en fonction de la gravité de leur maladie.
Mais de nombreux composants de ventilateur ne sont actuellement pas fabriqués en Inde. Cela a incité l’équipe IISc à créer certains composants et à coopter d’autres. Pour stocker et mélanger l’air et l’oxygène, par exemple, ils ont simplement réutilisé des réservoirs de sédimentation trouvés dans les purificateurs d’eau à usage domestique.
« Le processus de mélange que nous avons mis au point a des parallèles avec ceux des turbines à gaz et des brûleurs industriels, où le rapport du combustible et de l’oxydant est soigneusement contrôlé, explique le membre de l’équipe Pratikash Panda, professeur adjoint au Département de génie aérospatial.
Pour vérifier les niveaux de pression, l’équipe a utilisé des capteurs similaires à ceux utilisés pour détecter la pression de l’air dans les pneus de voiture.
Il est crucial de contrôler la pression à laquelle le gaz est pompé dans les poumons des patients, comme si l’utilisation d’un tuyau industriel sous pression pour arroser les plantes au lieu d’un tuyau d’arrosage pouvait causer de graves dommages.
L’équipe développe également un capteur de débit, qui montre exactement la quantité d’air qui s’écoule dans les poumons du patient, à partir de zéro.
«En utilisant des concepts fondamentaux de la dynamique des fluides et des gaz, nous sommes en mesure d’estimer et de contrôler avec précision la pression, le volume et la concentration en oxygène de l’air délivré au patient», explique Duvvuri Subrahmanyam, membre de l’équipe, professeur adjoint au Département de génie aérospatial. .
L’équipe reçoit également des contributions de médecins pour simplifier l’interface et créer un tableau de bord préchargé avec des paramètres approuvés. Cela permettrait de l’utiliser rapidement en cas d’urgence, même par des techniciens ou des infirmières non formés. Ils n’auraient qu’à appuyer sur un bouton qui indique la pneumonie ou le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA), et tous les paramètres apparaîtront par défaut dans une certaine plage « , explique Banerjee. Les chercheurs travaillent déjà avec des fabricants potentiels pour vérifier l’inventaire selon Manish Arora, professeur adjoint au Center for Product Design and Manufacturing, des composants critiques avant de les inclure dans la conception finale.
Le projet a été initialement lancé par Banerjee, Subrahmanyam, Prabhakar, Panda et H S Jamadagni (ancien professeur, DESE) à l’IISc, ainsi que par un ingénieur de Bengaluru, Manas Pradhan. Il a également reçu des contributions techniques de près de 100 volontaires.
Des sociétés telles que Bharat Heavy Electricals Limited (BHEL) ont exprimé leur intérêt à soutenir la production de masse. Le Centre de nanotechnologie et d’ingénierie de l’IISc a déjà fourni à l’équipe des capteurs d’oxygène et de pression développés localement.
L’équipe espère également tirer parti de l’installation de nano-fabrication du Centre pour augmenter la production de ces capteurs.
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