La tecnologia dei rebreather per immersioni è stata applicata per salvare la vita dei pazienti in terapia intensiva, grazie al subacqueo Martin Stanton, amministratore delegato del sito di immersioni nell'entroterra di Vobster Quay nel Somerset.
Il primo ordine per 1000 dei suoi ventilatori 3CPAP è stato appena effettuato dal Servizio Sanitario Nazionale per aiutare i pazienti con gravi difficoltà respiratorie.
Stanton ha avuto l’idea di applicare il principio secolare del riciclo dell’ossigeno attraverso l’uso di un rebreather – utilizzato per la prima volta dai sommozzatori della Marina durante la Prima Guerra Mondiale – al dispositivo NIV (Non Invasive Ventilation), così importante nelle terapie intensive ospedaliere. unità.
Tali ventilatori vengono utilizzati per circa il 60% dei pazienti con polmonite acuta – il motivo principale per cui i pazienti affetti da Covid-19 vengono ricoverati in ospedale – così come per altre condizioni come l’influenza acuta. Tuttavia, quando nei primi giorni della pandemia gli ospedali iniziarono a segnalare una carenza di ventilatori e di ossigeno per i pazienti, Stanton iniziò a trovare una soluzione.
Ingegnere informatico di professione e avendo precedentemente posseduto e gestito Vobster Marine Systems (VMS), aveva già molti anni di esperienza nella progettazione e produzione di rebreather al suo attivo.
"Ciò che fa 3CPAP di diverso - ed è davvero il primo - è fare in modo che un rebreather esegua CPAP", ha detto Stanton Divernet. CPAP sta per Pressione positiva continua delle vie aeree. “Le capacità di risparmio di ossigeno di un rebreather sono ben note, ma il trucco è: come mantenere automaticamente sia il volume respirabile che la pressione?
“Su un rebreather, aggiungere volume è facile: di solito utilizziamo una ADV [valvola diluente automatica]. Ma liberarsene è più difficile. Noi subacquei generalmente espelliamo il volume attraverso il naso o la bocca.
“Non possiamo aspettarci che un paziente lo faccia, e in realtà durante la CPAP questo è impossibile perché indossi una maschera sigillata. Quindi la prima invenzione, che ho brevettato, è stata una valvola automatica di controllo del volume che mantiene il volume ideale nel circuito respiratorio”.
Mantenere la pressione
La seconda sfida di Stanton era trovare un modo per mantenere la pressione nel dispositivo. "La CPAP richiede l'applicazione di una pressione costante nelle vie aeree, ma un rebreather funziona a pressione ambiente", ha spiegato. “Quindi ho dovuto sviluppare un modo per generare una pressione superiore a quella ambientale, ma all’interno di un sistema chiuso.
“Non è stato poi così male e, con l’aiuto del Cabinet Office e di alcuni amici, ho messo in funzione un sistema nell’aprile 2020.
“Tuttavia, la pressione deve rimanere il più vicino possibile al target durante tutto il ciclo respiratorio, ma quando inspiri ed espiri devi avere un modo per alterare la pressione fornita in tempo reale, per compensare i cambiamenti nelle pressioni erogate. " Stanton afferma di aver perfezionato questo aspetto del sistema entro gennaio 2021.
Il risultato, il suo ventilatore 3CPAP facilmente trasportabile, ha un contenitore di calce sodata collegato per riciclare l’ossigeno espirato e costa circa £ 3,300: un enorme risparmio rispetto al costo di £ 12,000 di un tipico ventilatore per terapia intensiva VC70.
Notevole è anche il risparmio di ossigeno necessario. Un sistema CPAP standard potrebbe utilizzare 50 litri di ossigeno al minuto che, con un tasso medio di erogazione negli ospedali generali del Regno Unito di circa 3,000 litri al minuto, consente di trattare solo 60 pazienti.
"Utilizzando un sistema basato su rebreather, possiamo trattarne oltre 1,000", ha affermato Stanton. “Questo è pertinente, perché l’ospedale medio del Regno Unito ha 300-400 posti letto, e se si superano i limiti del sistema di ossigeno tende a spegnersi, lasciando i pazienti senza ossigeno”.
Trattamento ovunque
Un rapporto del NHS alla fine del 2021 ha mostrato che la CPAP ha ridotto la probabilità che un paziente venisse intubato del 18% e ha migliorato i risultati per coloro che avevano bisogno di intubazione di circa il 16%, ha affermato Stanton. Le probabilità di sopravvivenza all'intubazione per i pazienti con polmonite acuta sono circa 50-50.
Un ulteriore vantaggio di 3CPAP è che può anche essere eseguito su un concentratore di ossigeno, comunemente utilizzato nelle case di cura per fornire O2 ai pazienti a volumi bassi ma utilizzabile in un ambiente clinico solo in combinazione con un rebreather.
“Questo ci consente di somministrare questo trattamento salvavita ovunque, purché disponiamo di calce sodata per rimuovere la CO2e potere”, ha detto Stanton. “La calce sodata è ancora un materiale di consumo, ma è molto più facile da trasportare rispetto all’ossigeno ad alta pressione”.
I test normativi del 3CPAP sono quasi completati, ha affermato, e gli studi sui pazienti nel Regno Unito dovrebbero iniziare ad agosto. Dopo aver completato l’ordine NHS, inizieranno le richieste per le varie certificazioni necessarie per esportare 3CPAP.
Il nuovo sistema “ha il potenziale reale per consentire la somministrazione di CPAP acuta utilizzando concentratori di ossigeno, durante il trasporto e nei paesi in cui le forniture di ossigeno sono limitate”, afferma il Medical Devices Testing Evaluation Centre.
Stanton, che ha esposto il prodotto la scorsa settimana al Cheltenham Science Festival, ha ricevuto 130,000 sterline in finanziamenti per lo sviluppo da Innovate UK e Millfield Medical Electronics.
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