Wetenschappers ontwerpen beademingsapparaat gemaakt van standaardonderdelen

Een projectteam van wetenschappers actief in de Medical Delta regio test de eerste prototypes van een beademingsapparaat dat volledig bestaat uit standaardonderdelen. Deze onderdelen zijn bijna overal ter wereld lokaal voorradig en kunnen door honderden fabrikanten worden gemaakt. Daardoor kan de beademingsmachine in veel gevallen lokaal worden geassembleerd. Het ontwerp hoopt daarmee in te kunnen spelen op de vraag naar beademingsapparatuur en de logistieke problemen die er zijn ​​door een tekort aan specifieke onderdelen.

Onder andere het Financieele Dagblad publiceerde een reportage over het project. Dat is hier terug te lezen.

Het projectteam van wetenschappers bestaat uit ingenieurs van de afdeling Biomechanical Engineering van de faculteit 3ME van de TU Delft. Zij werken samen met clinici van het Erasmus MC en het LUMC. Deze kennisuitwisseling tussen ingenieurs en clinici is typisch voor samenwerkingen binnen Medical Delta. Het projectteam staat onder leiding van prof. dr. Amir Zadpoor, hoogleraar aan de TU Delft en een van de scientific leaders van het Medical Delta programma Regenerative Medicine 4D.

Onderdeel van Air for All

Het project van Amir Zadpoor is onderdeel van Air for All, een overkoepelend initiatief van de TU Delft dat bestaat uit drie projecten. Het eerste project betreft ‘OperationAIR’ waarbij een studententeam binnen enkele weken een werkend prototype, de AIRone, ontwikkelde van een versimpeld en relatief makkelijk op schaalbaar beademingsapparaat dat als noodoplossing kan dienen wanneer de reguliere beademingsapparatuur niet meer voorradig is. Het tweede project is van dr. ir. Gerwin Smit en zijn team. Zij werken aan het ontwerp van een mechanisch beademingsapparaat, geïnspireerd op een beademingsapparaat uit de jaren ’60 van Rijksmuseum Boerhaave, dat door iedereen eenvoudig te bouwen én te repareren is, ook in minder ontwikkelde landen. 

Ontwerp binnen enkele weken in open source beschikbaar; klinische tests nodig

Het uiteindelijke ontwerp en de resultaten van uitgebreide veiligheids-, betrouwbaarheid- en duurzaamheidstests worden openbaar gepubliceerd. Naar verwachting is dat binnen enkele weken. Met dit ontwerp kan het prototype overal ter wereld worden nagebouwd en klinisch worden getest, wat een cruciale stap is die nog moet worden gezet.

Naast het gebruik van standaard industriële onderdelen die overal voorradig en gecertificeerd zijn, zoals onderdelen uit de automation industrie, is het beademingsapparaat ontworpen om doorlopende productie mogelijk te maken, zelfs wanneer een aantal moeilijk te vinden componenten opraakt. Dit is mogelijk doordat het ontwerp meerdere manieren heeft opgenomen voor het uitvoeren van dezelfde functie. Dit zou lokale fabrikanten overal ter wereld in staat moeten stellen om de beademingsmachine in massaproductie te nemen wanneer er tekorten dreigen. Een ander uitgangspunt bij het ontwerp is geweest dat de machine zo dicht mogelijk een 'gewoon' beademingsapparaat benadert ​​- niet alleen qua functionaliteit, maar ook qua betrouwbaarheid en veiligheid.

Dankzij vereende krachten werd binnen enkele weken een werkend prototype ontworpen. “Het is ongelofelijk om te zien hoe onze groep, voornamelijk bestaande uit promovendi en postdocs van 3ME, met dit project aan de slag is gegaan. Maar ook de input van de clinici van het LUMC en Erasmus MC in de beginfase is zeer waardevol om het ontwerp toepasbaar te maken voor de klinische praktijk. Wat helpt, is dat we gewend zijn om op deze manier samen te werken. Alles wat je nodig hebt, kan in korte tijd worden samengebracht,” zegt prof. dr. Amir Zadpoor. “Iedereen binnen de TU Delft, van management tot bijvoorbeeld de financiële afdeling en het secretariaat die razendsnel standaardonderdelen voor ons bestelden, hebben hun schouders eronder gezet. Voor mij zijn het allemaal helden. Binnen de kortste keren ontvingen we financiering van het TU Delft COVID-19 Response Fund, waarmee we de eerste stappen konden zetten. Met nieuwe financiering hopen we verder op te schalen. Ook fabrikanten en medische technologiebedrijven denken nu met ons mee.”

Foto: prof. dr. Amir Zadpoor - (c) Medical Delta / De Beeldredacteur