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Le déflecteur simplifié pour les patients COVID-19 a conçu par des physiciens de particules

Une équipe internationale des physiciens de particules ont fait une pause leur recherche de la question foncée à concentrer sur les besoins des victimes de la pandémie globale -- en particulier, leur besoin de respirer.

Dans des cas sévères, COVID-19 peut mener à la pneumonie exigeant la ventilation artificielle, mais l'offre du monde en déflecteurs a trop petit prouvé pour exponentiellement la demande croissante.

« Le système de santé public en Lombardie est peut-être le plus intense en Europe, mais il était près de la remarque de la boucle, » a dit Cristian Galbiati, un professeur de la physique à l'Université de Princeton qui a abouti le modèle d'un déflecteur mécanique simplifié qui peut être produit en série utilisant les composantes facilement disponibles.

Lui et ses collaborateurs -- plus de 250 physiciens, techniciens, médecins et autres de 12 pays autour du monde -- appelez leur dispositif le déflecteur mécanique Milan (MVM). Son fonctionnement exige seulement l'électricité et une source d'à oxygène comprimé (ou un mélange de l'oxygène et d'air médical), et le contrôle et l'élément de surveillance à son coeur est développé et programmé par « les meilleurs révélateurs » des laboratoires nationaux de physique des particules aux États-Unis, le Canada, Italie et beaucoup d'autres pays, a indiqué Galbiati.

Tandis qu'il peut sembler impair pour qu'un chercheur de question foncée reprenne la fabrication médicale, il semble plus de raisonnable une fois mis une autre voie : un expert en matière de construire les instruments sensibles pour l'argon comprimé a décidé d'expérimenter avec à oxygène comprimé et l'azote.

Galbiati et ses collègues dans le projet de DarkSide-20k ont passé 15 ans concevant et raffinant le matériel qui emploie une forme liquide fortement pressurisée du gaz noble pour trouver une particule de question foncée. Ils ont pivoté de l'astrophysique au médicament juste pendant les dernières semaines.

Après que la course de recherches vers l'Italie ait obtenu Galbiati coincé dans le pays, il texted un ami dont la famille possède une compagnie importante de distribution de gaz pour féliciter la famille sur leur don pour une salle rapidement construite pour les patients COVID-19 à Milan. Il a été choqué pour apprendre que la commande de la famille pour des déflecteurs à l'appui de la salle a été annulée. Galbiati a alors parlé avec son frère Filippo, un docteur de service des urgences à l'hôpital de Niguarda à Milan, dont la pratique d'ici là avait resserré seulement aux patients COVID-19. L'autre M. Galbiati a expliqué au professeur de physique la situation de plus en plus difficile faisant face aux médecins italiens qui ont dû soigner les patients oxygène-affamés avec les déflecteurs limités à la crête de l'épidémie locale.

« Nous faisons tant de projets complexes avec les gaz techniques, » a dit professeur Galbiati. Il a voulu employer ses compétences « pour trouver la meilleure voie -- une manière dont est plus évolutif -- pour mettre l'oxygène dans les poumons des gens quand ils ont besoin de lui. »

Galbiati a atteint à l'extérieur au même ami, dont la compagnie également commercialise et répare des déflecteurs, et à l'autorisation obtenue du gouvernement italien d'effectuer des tests à l'installation de son ami. Une fois qu'ils avaient un modèle, il a fixé l'autorisation de gouvernement d'établir et vérifier un prototype. Alors il a atteint à l'extérieur à l'équipe de DarkSide-20k.

Les « physiciens de particules sont un groupe étrange de gens, » a dit Fernando Ferroni, président de l'institut national italien pour la physique nucléaire et d'un principal collaborateur sur le MVM, ainsi que directeur de transmission pour le projet. « Nous avons une affinité particulière pour des problèmes intellectuels. Nous avons un problème ? Nous devons le résoudre. » De plus, il a ajouté, un avantage à une collaboration globale doit que quelqu'un est toujours éveillé, continuer le projet avancer 24 heures sur 24.

L'équipe a recherché l'entrée des anesthésistes italiens.

Ils ont passé les quatre dernières semaines sur les lignes de front, s'occupant des patients, juste étant dévasté par ceci. Ils portent une expérience incroyable. Ils savent exact quels besoins d'être fait pour sauvegarder les patients -- et pour les aider pour récupérer. »

Cristian Galbiati, professeur de la physique, Université de Princeton

Une caractéristique que les médecins ont proposée est accès d'unique-bouton aux procédures pour la mesure des paramètres qui ont essentiel prouvé pour régler le meilleur circuit de guérison pour les patients COVID-19. « Dans des la plupart des machines traditionnelles, conçues pour un usage plus général, ces procédures exigent appuyer sur cinq ou six ou sept boutons, ou commutant entre différents modes opérationnels, » a dit Galbiati.

« Comme recommandé par M. [Giuseppe] Foti et M. [Giacomo] Bellani d'hôpital de San Gerardo à Monza, nous travaillons pour mettre en application la fonctionnalité avancée telle que la mesure d'unique-bouton de la pression de plateau, la pression atteinte à l'intérieur des alvéoles à la fin du cycle inspiratoire, et « de l'AutoPEEP, « normalement désigné sous le nom du l'air-piégeage pendant la phase d'exhalation, qui peut être zéro pour la plupart des patients en bonne santé ou sensiblement différente de zéro pour les patients qui ont des obstructions dans la glissière d'exhalation, comme probablement produit par des sécrétions, » il a dit.

L'équipe MVM ont partagé leur modèle par l'intermédiaire de l'arXiv de dépôts de la science d'open-source (prononcé des « archives ») et du medRχiv (« archives de med »), pour diffuser le plan d'étude grand et pour accélérer le contrôle par retour de l'information le scientifique et du corps médical. En ce point, ils ont avancé de la phase de modèle, par la phase de prototype, et dans des préparations pour la fabrication de masse. Les matériaux pour les 1.000 premiers MVMs devraient obtenir dans une semaine. Ils fonctionnent attentivement avec les forces aériennes des États-Unis, les USA Food and Drug Administration, la santé Canada, et les autorités de régulation italiennes pour fixer des approbations.

« Produire quelque chose qui est construite des pièces facilement disponibles, celle est simple mais capable de faire tout qui est nécessaire de la voie d'un déflecteur -- c'était la visibilité originelle de Cristian, et je pense qu'elle filtre à l'extérieur très bien, » a indiqué Arthur McDonald, un élément clé de l'équipe MVM et d'un bénéficiaire du prix 2015 Nobel dans la physique. Il est un professeur emeritus de physique à l'université de la Reine au Canada qui était sur le corps enseignant de Princeton à partir de 1982 à 1989.

Les premiers déflecteurs iront directement aux hôpitaux italiens, suivis sous peu de ceux aux États-Unis et le Canada, ont dit McDonald, mais l'équipe espère également fixer le financement pour établir et distribuer MVMs dans les pays qui ne peuvent pas se permettre d'établir leurs propres moyens, a dit McDonald. « Nous sommes tous très conscients du fait qu'à plus long terme, les parties du monde moins développées vont être heurté durement par cette épidémie, et il va y avoir le grand besoin autour du monde. »