#PBSdlaSzpitali

Politechnika Bydgoska od początku ogłoszenia pandemii i pojawienia się problemów w służbie zdrowia włączył się do walki z koronawirusem. „Mamy ogromny potencjał, nie mogliśmy więc pozostać bezczynni” ‒ opowiada dr inż. Franciszek Bromberek, rzecznik PBS.

Uczelnie techniczne w kraju zaczęły drukować przyłbice dla służby zdrowia i choć nasza politechnika również mogła wykorzystać tę metodę, to inna technologia okazała się prostsza, a przez to zdecydowanie bardziej ekonomiczna. W ramach Studenckich zespołów projektowych opracowano prostą konstrukcję, według której przyłbicę uformowaną w odpowiedni kształt łączono z dwoma paskami standardowymi nitami kaletniczymi. Pasek dookoła głowy z napami metalowymi pozwalał regulować obwód.

Do przygotowania takiego zestawu wystarczyła wycinarka laserowa. Dla konstruktorów, ale przede wszystkim medyków było ważne, żeby maska ochronna spełniała parametry higieniczno-medyczne, np. była łatwa do dezynfekcji. „Chcieliśmy także, aby sam proces produkcji nie zajmował dużo czasu i przyłbice szybko trafiły tam, gdzie było na nie ogromne zapotrzebowanie, czyli do szpitali” ‒ tłumaczy rzecznik. W prace zaangażowali się nie tylko studenci, ale też pracownicy różnych działów.

Michał Grzybowski – kierownik Działu Informacji i Promocji ‒ pierwsze partie masek osobiście rozwoził do szpitali. „Po wstawieniu posta na FB, że mamy do rozdania przyłbice, zainteresowanie bardzo wzrosło. Na początku zwracały się do nas pielęgniarki, przekazywaliśmy 10-30 przyłbic, z czasem nawet 50. Potem już kontaktowały się z nami osoby odpowiedzialne za zamówienia publiczne” ‒ wyjaśnia szef promocji. „Planowaliśmy wykonać 1500 przyłbic, liczba ta kilkakrotnie wzrosła.

Dziś to jest już ponad 7000 sztuk. Dystrybuujemy je nie tylko do placówek medycznych, ale także do domów pomocy społecznej czy przedszkoli”. Pieniądze na materiał do produkcji wyłożyła uczelnia, potem podarowały go firmy. Było to możliwe dzięki współpracy uczelni z przedsiębiorcami oraz z Kujawsko-Pomorskim Klastrem Przemysłowym. Akcję #PBSdlaSzpitali wspierało wiele firm: Inline Poland z Murowanej Gośliny, Kolbud, Miko Pac z Bydgoszczy, KGL SA z Klaudyna, które nieodpłatnie przekazały folię, a agencje reklamowe Replika i VST z Bydgoszczy pomagały w cięciu – wylicza dr inż. Franciszek Bromberek ‒ sieci sklepów ALDI Polska i Lidl Polska zapewniły kartony do pakowania i wysyłki, a 8. Brygada Wojsk Terytorialnych Obrony Kraju zaangażowała się m.in. w pomoc przy montażu przyłbic i transport.

Centrum produkcji przyłbic PBS było w Fordonie ‒ w Bydgoszczy, ale powstawały one też w innych miejscach. Pracownik Wydziału Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska mieszkający w Inowrocławiu wraz z synami Miłoszem i Skarbimirem postanowili włączyć się w akcję drukowania przyłbic. „Nasza historia zaczyna się 27 marca ‒ opowiada dr inż. Adam Grabowski ‒ Wtedy dotarła do nas informacja o akcji społeczności drukarzy 3D. Prekursorem był znany czeski konstruktor drukarek 3D Josef Prusa.

We współpracy z czeskim ministerstwem zdrowia opracował model do druku przestrzennego przyłbicy dla służb medycznych i wykorzystując własną farmę drukarek, rozpoczął produkcję. W taki sposób czeska służba zdrowia została wyposażona w ten ważny element odzieży ochronnej. Model przyłbicy Prusy (który cały czas ewoluuje) został nieodpłatnie udostępniony społeczności międzynarodowej, jedyny warunek to działalność non profit. Jako że drukiem przestrzennym z synami zajmujemy się czynnie od ponad pięciu lat, mamy już pewne doświadczenie (zresztą części do przyłbicy są bardzo proste do wydrukowania). Decyzja mogła być tylko jedna ‒ angażujemy się w akcję”. Dr Adam Grabowski wraz z synami rozpoczął produkcję przyłbic współpracując z Wydziałem Inżynierii Mechanicznej. Maski wytwarzane technologią 3D trafiały do placówek medycznych w Inowrocławiu.

Konstruktorzy PBS postanowili też stworzyć dla służb medycznych adaptery do pełnotwarzowych masek do pływania, które trzeba było także wyposażyć w filtry, takie jak do respiratora. Adaptery powstały w technice druku 3D.

Niewątpliwie wielkim wyzwaniem było zaprojektowanie i skonstruowanie respiratora. O inicjatywie opowiada prof. Tomasz Topoliński, rektor PBS w Bydgoszczy: „Jestem szefem inżynierii biomedycznej i zawsze są mi bliskie sprawy, które dotyczą medycyny, a zwłaszcza jej technicznego wyposażenia. Jak wszyscy, obserwowałem dramatyczną sytuację we Włoszech i Hiszpanii, gdy media donosiły, że brakuje respiratorów, a lekarze muszą podejmować decyzje, kogo podłączać do urządzenia ratującego życie.

Wydawało mi się, że skonstruowanie takiego respiratora nie jest czymś, co przerasta techniczne i intelektualne zdolności naszych ludzi. Zacząłem więc w gronie znajomych mi osób szukać takich, które mogłyby się tym zająć, zapaleńców, nie obawiających się wyzwań. Gdyby bowiem to była praca łatwa, prosta i oczywista, to pewnie respiratorów produkowanych przez różne firmy byłoby sporo i tylko wybieralibyśmy najlepsze, a tak nie jest. Te urządzenia są głównie sprowadzane z innych krajów”. Trzon zespołu stworzyli specjaliści z różnych branż: dr inż. Ryszard Wocianiec, dr inż. Franciszek Bromberek, dr inż. Sylwester Wawrzyniak, Andrzej Topoliński ‒ były współwłaściciel firmy Cimat produkującej światowej klasy wyważarki, Mikołaj Astukiewicz z firmy MEDSEVEN, dr n. med. Robert Włodarski, krajowy konsultant ds. obronności w dziedzinie anastezjologii i intensywnej terapii, zastępca komendanta 10. Wojskowego Szpitala Klinicznego w Bydgoszczy.

„Przede wszystkim musieliśmy dowiedzieć się, jak wygląda respirator i jak jest zbudowany, stąd zaproszenie do zespołu pana dr. Roberta Włodarskiego. Okazało się, że w dużej mierze to urządzenie mechatroniczne, które ma cały zestaw funkcji dotyczących kontroli wdechu, ciśnień, pojemności” ‒ opowiada prof. Tomasz Topoliński. Po określeniu przez dr. Roberta Włodarskiego założeń nasi pracownicy wspólnie z przedstawicielami firm przystąpili do pracy w trudnych warunkach, bo wszystkie ustalenia i uzgodnienia musiały odbywać się online. Kwestie związane z finansowaniem i logistyką wzięła na siebie uczelnia.

„Pierwsze, te bardziej mechaniczne oddechy respiratora rozbudziły nadzieję, że się uda. Wejście w kolejny etap budowy, włączenie pomiarów i sterowania pokazało, że układ działa, ale do spełnienia wszystkich założeń i oczekiwań, jakie stawiał dr Robert Włodarski, żeby urządzenie było respiratorem, potrzeba było jeszcze sporo pracy ‒ wspomina dr inż Franciszek Bromberek ‒ Musieliśmy zmienić niektóre podzespoły, wprowadzić wiele zabezpieczeń, jak choćby filtrowanie zakażonego powietrza wydychanego przez chorego, zabezpieczenie przed podaniem choremu zbyt dużej dawki mieszanki, czy zbyt| dużym ciśnieniem”.

Projektem zainteresował się wiceminister nauki i szkolnictwa wyższego prof. Wojciech Maksymowicz. Podczas wideokonferencji z udziałem innych uczelni, pracujących nad podobnymi rozwiązaniami, rektor PBS wraz z dr. Robertem Włodarskim zaprezentowali koncepcję respiratora i stan zaawansowania prac. Spotkało się to z uznaniem Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, które przeznaczyło na dalsze prace 125.000 zł.

5 maja br. podczas wizyty wiceministra prof. Wojciecha Maksymowicza na PBS w Bydgoszczy został zaprezentowany prototyp prostego respiratora UCM01 jako urządzenia przeznaczonego do wykorzystania podczas panującej pandemii choroby COVID-19 powodowanej wirusem SARS-CoV-2. 1 czerwca uczelnię odwiedził minister Łukasz Schreiber wraz z wiceministrem obrony narodowej Sebastianem Chwałkiem. Obaj zapoznali się z przedstawioną konstrukcją respiratora CoViVENTIL^UCM01. Obecnie przygotowywana jest odpowiednia dokumentacja, która będzie stanowić podstawę do wydania zgody na uruchomienie produkcji pierwszej serii i podjęcie badań klinicznych.

Prototyp respiratora, który powstał w ciągu 34 dni, umożliwia:

• Ciągłą wentylację wymuszoną (PC ‒ CMV; Control Mandatory Ventilation), regulowaną ciśnieniem z kontrolą objętości. Nastawione ciśnienie jest podawane przez okres trwania wdechu, a osiągnięta objętość oddechowa jest mierzona i wyświetlana.
• Wentylację na dwóch poziomach dodatniego ciśnienia w drogach oddechowych (Pressure Control ‒ Bilevel Positive Airway Pressure; PC ‒ Bilevel PAP).
• Pracę w trybie oddychania spontanicznego z ciągłym dodatnim ciśnieniem w drogach oddechowych we wszystkich fazach cyklu oddechowego (CPAP ‒ Continuous Positive Airway Pressure).
• Uzupełnianie niewydolnego oddechu pacjenta przez zastosowanie ciśnieniowego wspomagania oddechu spontanicznego (PS ‒ Pressure Support) w trybie CPAP i w trybie Bilevel PAP. Urządzenie automatycznie przełącza się na tryb wentylacji wymuszonej, jeżeli wykryty zostanie bezdech.
• Prowadzenie wentylacji płuc z dodatnim ciśnieniem końcowo-wydechowym w drogach oddechowych (PEEP ‒ Positive End-Expiratory Pressure).