Respiratori per il trattamento delle sindromi respiratorie

Il sostegno ai pazienti affetti da polmoniti interstiziali bilaterali causati dalla SARS-CoV-2 richiede l’utilizzo di ventilatori meccanici. Si tratta di apparecchi molto speciali, la cui produzione in Italia è limitata rispetto alle attuali necessità.
Il Presidio fornisce supporto tecnico-scientifico all’innovazione e alla riconversione industriale di tecnologie e processi per la produzione di respiratori artificiali per la terapia intensiva.

Nel contesto della pandemia COVID-19 che ha colpito il nostro Paese, un gruppo di fisici dell’Università Federico II di Napoli, normalmente impegnati nella ricerca della materia oscura con l’esperimento DarkSide, ha aderito al progetto MVM (Milano Ventilatore Meccanico), convogliandovi le proprie energie fisiche e mentali durante tutto il periodo di lockdown.
Il progetto nasce dall’iniziativa della Global Argon Dark Matter Collaboration, una collaborazione che coinvolge centinaia di ricercatori e ingegneri provenienti da decine di istituti di ricerca e università di tutto il mondo, guidati dal Prof. Cristian Galbiati (Princeton University& GSSI) e dal premio Nobel per la Fisica Prof. Art McDonald (Queen’sUniversity).
Come per un progetto scientifico, i ricercatori hanno unito le proprie forze per progettare un dispositivo per la ventilazione assistita realizzabile in tempi brevi, su larga scala e a basso costo, al fine di contribuire a far fronte all'enorme richiesta proveniente dalle diverse parti del mondo colpite dalla pandemia.

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Grazie al know-how nel campo dei sistemi complessi basati sull’uso di gas, dell’elettronica e del software di attuazione e controllo, il gruppo di ricerca dell’Università Federico II e della sezione INFN di Napoli ha potuto contribuire allo sviluppo di un ventilatore meccanico pressometrico ideato specificamente per garantire il migliore trattamento dei pazienti affetti dalle complicanze respiratorie da infezione COVID-19. Il sistema è basato sulla regolazione del flusso per fornire al paziente aria medicale, ossigeno o una miscela dei due, alla pressione necessaria al trattamento clinico; il software della scheda di controllo elettronico effettua la supervisione del ciclo respiratorioe l’attuazione delle valvole in ingresso ed uscita sulla base del ciclo programmato e delle letture di sensori di pressione opportunamente collocati nell’apparato. Tutte le componenti possono essere realizzate e assemblate con facilità: la “ricetta” è pubblicata online ed è senza brevetto.

Nel laboratorio DarkSide, ubicato presso il Dipartimento di Fisica, il gruppo guidato dalla Prof. Giuliana Fiorillo ha potuto testare uno dei primissimi prototipi.

Il corretto funzionamento del ventilatore, connesso direttamente a una linea di ossigeno pressurizzato o aria compressa ad uso medicale, è verificato tramite un simulatore polmonare del tipo ASL 5000 della IngMar Medical, in grado di simulare il respiro e la risposta tipici di un paziente.

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Il dispositivo MVM,sviluppato dalla collaborazione scientifica internazionale in meno di due mesi, ha ottenuto la certificazione di emergenza (EUA, Emergency Use Authorization) della FDA Food and Drug Administration, l’ente certificatore statunitense

UNINA: Dott. Yury Suvorov, Ing. Biase Celano, Prof. Marco La Commara, Prof. Giuliana Fiorillo 

INFN: Dott. Michael Leyton.

Ringraziamenti:

UNINA:
Dott. Antonio Ramaglia, Dott. Giuseppe Pesce

INFN: Dott. Riccardo De Asmundis

I test sono stati eseguiti utilizzando il simulatore polmonare ASL5000, generosamente messo a disposizione dal Ing. Salvatore De Simone di MedicAir, azienda dedicata all’assistenza domiciliare al paziente e supporto al settore medico.

 

Prof. Giuliana Fiorillo 


Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”
Università degli Studi di Napoli "Federico II"

Complesso Universitario di Monte S. Angelo

Via Cinthia -80125 Napoli

mail: giuliana.fiorillo@unina.it 

Tel: +39081676269