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ONE DU les symptômes les plus inquiétants de covid-19 sont la façon dont le coronavirus attaque les poumons des personnes infectées. Cela signifie que certains patients ont besoin d'un ventilateur pour les aider à respirer jusqu'à ce que leurs poumons se rétablissent. Mais il y a une grave pénurie de ces machines dans les hôpitaux, de sorte que les unités de soins intensifs seront submergées. Poussés par des gouvernements inquiets, les fabricants de ventilateurs travaillent d'arrache-pied et nouent des partenariats avec les constructeurs automobiles, les entreprises aérospatiales et autres pour augmenter la production le plus rapidement possible.

Mais leurs efforts ne seront toujours pas suffisants pour répondre à la demande croissante. L'espoir est donc à cheval sur des dizaines de nouveaux projets pour développer des appareils respiratoires qui pourraient être fabriqués rapidement par des entreprises non spécialisées et de petits ateliers. Ce sont surtout des appareils plus simples; certains pourraient même être assemblés par DIY les passionnés. La réponse à cet appel aux armes est sans précédent.

Pourtant, des difficultés et des dangers nous attendent. À l'heure actuelle, la ventilation est la seule façon dont les médecins doivent traiter ceux qui sont gravement malades du nouveau coronavirus, et la pénurie de machines disponibles est terrifiante. En Amérique, la Society of Critical Care Medicine estime qu'environ 200 000 ventilateurs peuvent être disponibles, bien que beaucoup soient des machines plus anciennes qui ont été entreposées et ne soient pas capables de prendre en charge les patients souffrant d'insuffisance respiratoire sévère. Selon certaines estimations, près d'un million d'Américains pourraient avoir besoin d'une ventilation mécanique au plus fort de l'épidémie de covid-19 dans le pays. Et le nombre de patients potentiellement gravement malades nécessitant une ventilation pourrait être beaucoup plus élevé. À un moment donné, les personnes ayant besoin de ventilateurs seront probablement beaucoup plus nombreuses que les machines disponibles. Des pénuries similaires existent dans d'autres pays et, dans certaines parties du monde, le nombre de ventilateurs dans un hôpital peut être compté d'une part.

Dans leur désespoir, certains médecins tentent de connecter plus d'un patient à un seul ventilateur, même si les fabricants ne le recommandent pas car chaque patient a besoin de différents niveaux d'assistance respiratoire.

Les ventilateurs fonctionnent en pompant de l'air, mélangé à de l'oxygène supplémentaire selon les besoins du patient, dans les poumons. Le dioxyde de carbone est expulsé lorsque les poumons se contractent. L'air peut être fourni à un patient via un masque. Si un soutien respiratoire supplémentaire est nécessaire, un tube est inséré dans la trachée du patient et dans ses voies respiratoires, un processus appelé intubation. Alternativement, l'air peut être délivré à travers un tube inséré à travers une incision dans la trachée.

Les respirateurs doivent être soigneusement ajustés pour convenir à chaque patient. Cela inclut le réglage du nombre de respirations que la machine délivre par minute et le «volume courant» d'air qui circule d'avant en arrière lorsque le patient inspire et expire.

Les respirateurs peuvent également faire autre chose, comme aider les patients à commencer à respirer par eux-mêmes. Les machines les plus sophistiquées, pouvant coûter jusqu'à 50 000 $, sont équipées de capteurs et de fonctions de soins aux patients. Mais même lorsqu'ils sont utilisés par un personnel hautement qualifié, les ventilateurs peuvent entraîner de graves complications, telles que le surgonflage des poumons, chez certains patients. Entre les mains d'amateurs, ils pourraient être mortels.

Plus vite plus vite

Alors, quelle chance la science et l'industrie ont-elles d'augmenter considérablement leur production? La tâche est formidable. Certains groupes ont peu ou pas d'expérience dans le domaine médical et tentent d'entasser en quelques semaines des processus de conception, de test, d'approbation et de fabrication qui prennent généralement quelques années.

Cela ne signifie pas pour autant que ce soit impossible. Tout dépend des options disponibles, explique Tim Minshall, directeur de l'Institute for Manufacturing de l'Université de Cambridge. À une extrémité du spectre, dit-il, les producteurs de ventilateurs existants peuvent être aidés à fabriquer davantage de machines. Au milieu, il y a des conceptions plus simples pour les respirateurs qui pourraient être plus faciles à fabriquer et pourraient être construits par des entreprises compétentes en qui les autorités de réglementation font confiance. Ensuite, il y a des nouveaux venus avec des prototypes mais aucune expérience directe dans la fabrication de matériel médical.

Derrière tous ces efforts, il y a des entreprises, des groupes et des individus bien intentionnés désireux de mettre leurs conceptions open source à la disposition de toute personne prête à commencer à les produire. Les hôpitaux et les régulateurs seront, naturellement, prudents, voulant s'assurer que l'équipement est sûr et fiable, ajoute le professeur Minshall. Ce n'est pas seulement le risque pour les patients et le personnel qui les inquiète, mais aussi la responsabilité légale. Un service d'approbation accéléré, que certains pays envisagent, serait utile.

Les producteurs existants s'étirent. Hamilton Medical, une entreprise suisse qui est l'un des plus grands fabricants de ventilateurs, produit généralement 220 machines par semaine. Après avoir transféré des employés de bureau sur la chaîne de production, il espère doubler ce nombre d'ici la fin avril. Siare Engineering en Italie produit 160 ventilateurs par mois et vise à tripler cela avec l'aide de techniciens de l'armée. Medtronic, une entreprise américaine dont le siège est en Irlande, prévoit de doubler ses 250 employés fabriquant des ventilateurs dans son usine irlandaise et de passer à une production 24h / 24. En Amérique, Ventech Life Systems collabore avec General Motors pour augmenter la production de ventilateurs, et Smiths Group, un producteur britannique, cherche à voir si d'autres entreprises pourraient être en mesure de fabriquer ses machines portables.

Un certain nombre de groupes industriels se sont réunis en réponse à une demande du gouvernement britannique de 5000 nouveaux ventilateurs dès que possible (le National Health Service du pays en a actuellement accès à environ 8000), et plus tard, ce qui porte le total à 30 000. Un groupe est dirigé par Meggitt, une entreprise aérospatiale basée en Grande-Bretagne qui, entre autres, fabrique également des systèmes d'oxygène pour les avions. L'équipe Meggitt comprend Renishaw, une société d'ingénierie de précision qui utilise 3D imprimantes pour fabriquer des composants utilisés dans les produits de santé. Un autre groupe est dirigé par McLaren, un constructeur de supercars qui dirige une équipe de Formule 1. Comme d'autres personnes impliquées dans le sport automobile, McLaren est experte en prototypage et fabrication de produits rapidement.

Beaucoup d'universitaires aident. Les ingénieurs et les médecins de l’Université d’Oxford et du King’s College de Londres espèrent faire approuver des prototypes d’un simple ventilateur qui coûterait moins de 1 000 £ (1 177 $) et travailleraient dans des essais dans les hôpitaux de Londres et d’Oxford dans environ deux semaines. Comme certains autres, le groupe mécanise un appareil largement connu sous le nom de sac Ambu (appareil de respiration artificielle manuelle). Il s'agit d'un masque relié à un sac en caoutchouc qui, une fois serré à la main, pompe l'air dans les poumons. Le sac se gonfle automatiquement lorsqu'il est libéré. De l'oxygène peut également être ajouté à l'air pompé via un port de l'appareil. Les sacs ambu sont souvent utilisés par les ambulanciers paramédicaux pour réanimer les personnes et en cas d'urgence dans les services hospitaliers.

La machine du groupe, appelée OxVent, place le sac Ambu dans une boîte scellée en plexiglas. L'air comprimé d'une compagnie aérienne d'un hôpital est introduit dans la boîte pour presser le sac et pomper de l'air frais mélangé avec de l'oxygène supplémentaire dans le patient via une tubulure standard. Cela permet à l'appareil d'être contrôlé par une simple boîte d'électronique avec tous les ajustements essentiels nécessaires pour les soins aux patients, explique Mark Thompson, membre de l'équipe d'Oxford. L'étape suivante consiste à tester la fiabilité et à trouver des moyens de fabriquer rapidement l'OxVent. Le groupe a déjà été en contact avec des entreprises désireuses d'aider. «Le soutien qui nous a été offert a été absolument fantastique», ajoute le professeur Thompson.

Un groupe de l'University College London rassemblant des idées pour fabriquer des ventilateurs a également reçu une énorme réponse du monde entier, a déclaré Rebecca Shipley, professeur d'ingénierie des soins de santé. L'utilisation de conceptions éprouvées est probablement le moyen le plus rapide de se lancer dans la production, estime-t-elle. Catherine Holloway, une collègue qui dirige le Global Disability Innovation Hub, une organisation qui promeut les technologies pour aider les personnes handicapées, pense que des conceptions de ventilateur «sans fioritures», déjà utilisées dans certains pays pauvres, pourraient être adoptées pour augmenter la capacité de fabrication dans les régions plus riches.

À un niveau très basique, certains modèles pourraient être construits à la maison. Parmi eux, un ventilateur open source développé par une collection d'ingénieurs de Barcelone. L'oxyGEN La machine, comme on l'appelle, utilise un moteur d'essuie-glace modifié pour serrer un sac Ambu. Des ajustements au volume d'air peuvent être effectués en installant des pièces de tailles différentes. Mais quiconque essaie d'en faire un devrait faire attention. «Il s'agit d'un appareil conçu pour éviter des situations de vie ou de mort lors de triage d'urgence, et non pour remplacer d'autres appareils de qualité supérieure, professionnels et beaucoup plus sûrs», prévient le groupe. Malgré cela, alors que covid-19 continue de se propager et que les systèmes de santé sont submergés, certains médecins peuvent être si désespérés qu'ils prennent le risque.

Cet article est paru dans la section internationale de l'édition imprimée sous le titre "Wind rush"

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