Ett team som leds av University of Illinois vid Urbana-Champaign's Grainger College of Engineering and Carle Health har tagit fram en prototyp för nödventilator för att hjälpa till att hantera den förväntade ökningen av behovet av andningsvård i samband med COVID-19-pandemin.

"Vårt team lever Apollo 13 -filmen, "sade William King, den övergripande projektledaren. "Vi har tappat allt annat för att arbeta dygnet runt för att hjälpa till att reagera på COVID-19-krisen." King är professor i mekanisk vetenskap och teknik som har möten i The Grainger College of Engineering och Carle Illinois College of Medicine.

"Vi har ett team av lysande och engagerade människor som gjorde något som faktiskt fungerar på mindre än en vecka. Det är mycket inspirerande. Vi hoppas att vi kan engagera ännu fler människor att arbeta med det globala svaret på COVID-19 när vi fortsätter att utvecklas Prototypen."

Illinois RapidVent, som nödventilatorn är känd, skulle anslutas till den syrekälla som finns i de flesta sjukhusrum eller kan anslutas till en tank med syre. Prototypen har körts i mer än 75 timmar, vilket är mer än 125, 000 andningscykler. Under denna tid, enheten levererade den mängd syre som var nödvändig och det tryck som patienterna skulle behöva när de inte kan andas tillräckligt bra på egen hand. Än så länge, fokuserad testning i laboratoriet visar likvärdig prestanda som kommersiella produkter - som är mycket bristfälliga.

Partners i Illinois RapidVent-projektet inkluderar lärare och forskare från hela University of Illinois i Urbana-Champaign, dess Grainger College of Engineering, dess Siebel Center for Design, dess tillämpade forskningsinstitut, Carle Health, Tekmill, och kreativa termiska lösningar, Inc.

Teamet samarbetar kontinuerligt med läkare och läkare för att förfina designen och förbättra användbarheten-baserat på en utvärdering av ett halvt dussin befintliga produkter. En prototyp skapades med avancerad additiv tillverkningsutrustning och testades sedan vid University of Illinois och på Creative Thermal Solutions, en kampanj, Illinois-baserat företag. Teammedlemmar undersöker också nödvändiga godkännanden för att använda nödventilatorn.

Nästa steg blir att identifiera partners och resurser för att producera Illinois RapidVent i stor skala.

"Vårdgivare måste alltid anpassa sig till patientens behov. Vi använder tillgängliga resurser och söker förnödenheter. Vi inser att vi också måste tänka annorlunda för att ta hand om patienter i framtiden. Vi tror att vi tar med läkare, ingenjörer och andra partners tillsammans är avgörande för att främja vården, "sa Charles Dennis, MD, Carle överläkare.

"Detta Coronavirus kan påverka en patients lungor, och de som är sjukast kan behöva hjälp med att andas, "sa Karen White, MD, Ph.D., en intensivist på Carle Foundation Hospital och en fakultetsmedlem i Carle Illinois College of Medicine. "Ventilatorer är nödvändiga för att hjälpa patienterna att få mer syre. Därför är vi optimistiska att genom att vidareutveckla Illinois RapidVent kan vi utveckla fler alternativ för våra sjukaste patienter."

Teamet samlar ingenjörer, läkare, läkare, formgivare, experter på användarupplevelse, och tillverkningsexperter från industrin. Mer än 40 personer har arbetat dag och natt med projektet sedan det lanserades den 16 mars, 2020.

"Vi har alla sett" platta kurvan "-grafiken som illustrerar hur hemma hjälper till att minska hotet om att sjukhus blir överväldigade. Det beteendet är helt avgörande, men, i många projektioner, sjukhus i hela landet kan fortfarande ha fyra eller fem gånger färre ventilatorer än de behöver, "sa Rashid Bashir, Dekan vid Grainger College of Engineering och professor i bioingenjör. Bashir är också ansluten till Carle Illinois College of Medicine.

"Vi såg detta massiva, akut behov, och våra partners från hela staten hoppade på det. Detta är precis vad Amerikas forskningsuniversitet och deras partners är unikt utrustade att göra. "

Medan några små grupper har träffats personligen för att testa enheter, laget respekterar social distansering och har träffats nästan uteslutande under videokonferenser.

"Det är mycket troligt att sjukhus runt om i landet kommer att behöva extra ventilatorkapacitet, och vi är stolta över att sträva efter att tillgodose det behovet, "Sa kungen.