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Gli insegnanti sviluppano una capsula ermetica per il trattamento dei pazienti con Covid-19

L'Agenzia per l'innovazione IFSP (Inova) ha depositato il brevetto

  • Published: venerdì, 04 dicembre 2020, 18:54
  • Ultimo aggiornamento venerdì 12 febbraio 2021, 11:18

I professori Diego Moreno Bravo e Iberê de Oliveira Santos, entrambi del Campus Itaquaquecetuba, hanno sviluppato una capsula ventilatoria ermetica. Il dispositivo consente l'applicazione di protocolli di ventilazione meccanica non invasiva, offrendo sicurezza agli operatori sanitari che lavorano direttamente per combattere la malattia ed ampliando la capacità di azione del numero limitato di ventilatori meccanici disponibili nelle unità sanitarie.

L'emergere e la rapida diffusione del Covid-19, una malattia causata dal coronavirus SARS-CoV-2, ha generato una richiesta senza precedenti di apparecchiature di assistenza respiratoria per il trattamento della sindrome da distress respiratorio acuto grave, uno degli effetti critici della malattia.

Esistono diversi protocolli medici per il trattamento della carenza respiratoria, inclusi interventi invasivi e non invasivi, consigliati a seconda delle condizioni del paziente e della reazione al trattamento. I metodi invasivi comportano diversi inconvenienti clinici per il paziente, tra cui la necessità di sedazione e maggiori rischi di infezione, oltre a richiedere l'uso di ventilatori meccanici per controllare l'alimentazione dell'aria, inconvenienti evitati con metodi non invasivi.

Nel caso di trattamento di pazienti infetti da Covid-19, invece, non è fattibile l'utilizzo di metodi non invasivi con l'utilizzo delle consuete attrezzature e dispositivi, quali maschere facciali o cannule nasali, a causa del rischio di contaminazione da professionisti sanitari dall'aria espirata dal paziente.

Al fine di minimizzare il rischio di contaminazione e assistere i pazienti nel processo di recupero, il team ha proposto un dispositivo dotato di una configurazione ermetica, che consente l'utilizzo di una terapia non invasiva, in quanto impedisce il rilascio di aria contaminata nell'ambiente, espirata durante il trattamento, riducendo così al minimo la necessità di una procedura invasiva (intubazione) nel 20-35% dei pazienti affetti dalla malattia, secondo i rapporti di esperienza medica nell'affrontare il Covid-19 in Italia.

Cercando di colmare questa lacuna tecnologica e consentire l'uso di tecniche di ventilazione non invasiva (NIV) negli ospedali brasiliani, in particolare nei pazienti affetti da Covid-19, gli insegnanti hanno sviluppato una capsula ermetica che avvolge totalmente la testa del paziente.

L'apparecchiatura elimina l'effetto di aerosolizzazione del virus nell'ambiente attraverso uno stretto controllo dei gas in entrata e in uscita dalla capsula ermetica, consentendo l'adeguato controllo dell'aria espirata dal paziente attraverso un filtro HEPA, la cui membrana è in grado di trattenere batteri e virus. Gli insegnanti hanno cercato di progettare componenti che potessero essere prodotti su larga scala, a breve termine, a un costo ridotto e che potessero essere riutilizzati successivamente dopo essere stati sottoposti al corretto processo di sterilizzazione. Secondo i professori, il progetto presenta un insieme di caratteristiche innovative in relazione ai progetti disponibili, con una serie di miglioramenti funzionali, oltre ad esplorare i processi di produzione disponibili nell'assetto produttivo locale che consentono la produzione delle attrezzature su larga scala ea un costo ridotto.

La capsula ermetica dell'IFSP ha un involucro trasparente realizzato in un unico pezzo e senza la presenza di alcun tipo di giunzioni. Tale caratteristica, isolatamente, differenzia già il modello IFSP da quelli disponibili sul mercato mondiale i cui involucri sono costituiti, di regola, da varie parti di materiale flessibile unite da colla, adesivi e / o qualche tipo di saldatura. Quindi, sotto questo aspetto, il design IFSP aggiunge affidabilità al dispositivo, poiché i punti di giunzione sono più suscettibili alle perdite, oltre a consentire l'ottenimento di geometrie che ottimizzano il volume morto all'interno della capsula ventilatoria ermetica. Inoltre, i componenti sono indipendenti l'uno dall'altro e montati tramite raccordo, il che consente di sterilizzare in autoclave e riutilizzare articoli di costo più elevato.

Un prototipo perfettamente funzionante è stato costruito dagli insegnanti con il supporto della direzione di Câmpus Itaquaquecetuba, del produttore di imballaggi in plastica Fenitech, con cui l'IFSP ha un accordo di collaborazione; fare Câmpus Sorocaba, dove alcuni pezzi più grandi sono stati prodotti attraverso un processo di produzione additiva (stampa 3D). In questa fase c'è stato anche il supporto tecnico del Professor Ítalo Leite de Camargo, del Campus Itaquaquecetuba.

Il prototipo è stato sottoposto ad una serie di test presso l'IFSP, e anche presso l'UFSCar University Hospital, dove ha avuto il supporto del personale medico di terapia intensiva (ICU), mostrando risultati molto soddisfacenti e dimostrandosi idoneo all'impiego nel trattamento di pazienti con insufficienza respiratoria.

Il 2 dicembre 2020 Inova ha depositato presso l'Istituto Nazionale della Proprietà Industriale (INPI) il brevetto per un Modello di Utilità denominato “Miglioramento della Capsula Ventilatoria Ermetica”, riferito a questo progetto. Le aziende interessate alla produzione e / o alla vendita del dispositivo possono contattare i docenti coinvolti o direttamente Inova.

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