مدينة زويل تصيم 3 نماذج جديدة لاجهزة التنفس الاصطناعي تتمير بالتصنيع المحلى وانخفاض التكلفة

كاميرات ومستشعرات الكترونية..تطبيقات متابعة للمصابين..طابعة "3D "وبوابات الكترونية اهم الابتكارات

كتب : نيللي علي – نهله مقلد – عادل فريج

فى ظل السباق المحموم بين مختلف دول العالم للتوصل الى علاج او لقاح لجائحة فيوس كورونا المستجد ، والذى ظر نحو 200 دولة حول العالم ، منذ ديسمبر الماضي يسعي اصجاب الافكار وشركات التكولوجيا والادوية العربية لمواكية هذا التطور للمساهمة فى تخفيف تداعيات هذا الفيروس على المصابين بعد ان تجاوز عد الوفيات نجحو 150 الف انسان على مستوى العالم واصابة نجو مليوني انسان يصارعون الفيروس بما هو متاج من اجهزة التنفي الاصطناعي وبعض الادوية الموجودة مسبقا .

فى البداية كشف باحثو مدينة زويل من العمل في محاور مختلفة وذلك للمشاركة فى الحد من آثار فيروس كورونا و شملت الناحية الصحية والتعليمية وبحسب بيان صادر عن مدينة زويل ،  يرصد ما تم  إنجازه علي أرض الواقع وذلك بخلاف النشاطات البحثية الأخرى في نفس السياق والتي يجري العمل علي تقييمها حالياً، حيث تم تصميم عدد 3 نماذج لاجهزة التنفس الصناعي اذ ان الجهاز الاولىيعمل في مرحلة ما قبل العناية المركزة والتي عادة يقوم فيها أخصائي طبي باستخدام بالون تنفس صناعي يدوي، حيث يقوم الجهاز بالعمل آليا وبالتالي يوفر وقت الأخصائي الطبي لعمل إسعافات حرجة أخري بينما يظل المريض على هذا الجهاز لحين نقله إلى العناية المركزة.

فاعلية الجهاز

وتظهر فاعلية  الجهاز في حالة وجود فترات انتظار طويلة لدخول العناية المركزة، ومن ثم فتوافر مساعدة على التنفس في هذه الأوقات يكون له دور كبير في التخفيف من حدة المعاناة البدنية والنفسية وتخفيف الضغط على الفرق الطبية.

أكد الجامعة أنه  تم بالفعل تصميم وتصنيع نموذج أولي يحقق عدد من المتطلبات اولها  التحكم في كمية الهواء في النفس الواحد ، التحكم في عدد مرات التنفس في الدقيقة ، التحكم في وقت الشهيق والزفير وأخيرا قياس الضغط على الرئة والفصل الآلي عند ارتفاعه لدرجة خطرة

 كذلك أنه بعد نجاح النسخة الأولى يجري الآن عمل نموذج مطور يحقق غدد المتطلبات اولها فصل مسار الشهيق عن الزفير ، امكانية فك وتركيب بالون التنفس بسهولة ، إمكانية التشغيل اليدوي ، إمكانية التشغيل بالكهرباء العمومية أو بطارية أو من شاحن السيارة واخيرا سهولة الحمل والنقل ويتوقع الانتهاء من النموذج الثاني خلال  إبريل 2020، كما أن التصميم يراعي سهولة الإنتاج الكمي ويستهدف تكلفة من 2000 إلى 3000 جنيها مصريا للوحدة.

نقص اجهزة التنفس

‌وتمكن فريق البحث فى مدينة زويل من تصنيع، جهاز تنفس صناعي (النموذج الثاني: Venta-Max Ventilator) حيث تسبب جائحة COVID 19 في زيادة أعداد الالتهاب الرئوي وأمراض الجهاز التنفسي القاتلة بشكل كبير. إجمالي عدد أجهزة التهوية المتاحة في السوق المصري محدود للغاية مع تعذر الأستيراد حيث تتضمن التصميم عدد من المميزات " Venta-Max Ventilator" اولها تكلفة منخفضة حوالي 10000 جنيه مصري ،اذ يتم تجميعها بسهولة باستخدام الموارد والمكونات المتاحة بالسوق المصرية ، مصمم للعمل على الوضع الإلزامي  (Mandatory Mode)الذي يحتاجه في الغالب حالات COVID19  الشديدة (على افتراض أن الرئتين غير قادرتين على الزفير أو الاستنشاق على الإطلاق ، جهاز تحكم ميكانيكي في الضغط و يمكن أن يعمل بالكهرباء مع إمكانية وصله بألواح شمسية لللأماكن محدودة الموارد (المستشفيات المؤقتة الميدانية والأماكن النائية بالاضافة الى إمكانية التطوير المستمر لأضافة أنظمة أنذار و ميكنة ردود الأفعال وتحسين واجهة التعامل البشرية ( (human user interface 

كما تم تجميع أول نسخة و اختبار التشغيل الأولي وجاري معايرة الحساسات حيث تم الأنتهاء من واجهة المستخدم وأختبار الضغوط وفقا للمتوقع و المصمم عليه وتنفيذ التصميم في شكل دائرة الكترونية مطبوعة لتصغير الحجم  .

التعاون مع جامعة إلينوي

ويعمل الفريق البحثى في مدينة زويل علي تطوير جهاز تنفس صناعي يمكن استخدامه لمرضي الالتهاب الرئوي الذين لم يصلوا إلي حالة حرجة وبالتالي لا يحتاجون إلي أجهزة العناية المركزة باهظة التكلفة. والجدير بالذكر أن مثل هذه الأجهزة غير متوفر بجمهورية مصر العربية حيث يستخدم لجميع الحالات الأجهزة التي تتعدي تكلفتها مئات الآلاف من الجنيهات بينما نتوقع أن تكون تكلفة هذا الجهاز في حدود 1٪ من ثمن الأجهزة المتوفرة. ويتم تنفيذ هذا المشروع بالتعاون مع جامعة إلينوي في أوربانا شامبين بالولايات المتحدة وإحدى قلاع الصناعة المصرية .

 وتعتمد فكرة المشروع على تطوير جهاز تنفس صناعي ميكانيكي تم تصميمه في جامعة إلينوي، على أن يتم تصنيعه من خلال مجموعة العربي باستخدام مواد محلية مما يحتم تعديل التصميم الأصيل كي يتوافق مع إمكانيات التصنيع المحلي والمكونات المحلية المتاحة.

 ‏ وبالتالي يقوم الفريق البحثي بإعادة تصميم صمام تخفيف الضغط، وآليات التحكم في ضغط الشهيق والزفير. ومن المتوقع أن تكون تكلفة الجهاز أقل 70 % من نظيره المستورد بنفس المواصفات، ويتوقع الفريق البحثي أن يكون قادرًا على إنتاج عشرة نماذج في 7 أبريل 2020.

بوابة تعقيد ذكية

وبعد الانتشار المفرط للفيروس المُسبِّب لمرض كوفيد _19  وتظافر الجهود العالمية لمكافحته، لم يقف المُبتكرون العرب موقف المُتابع، بل دخلوا على خط المواجهة مع الفيروس، لمساندة الجهود العالمية، على الرغم من ضعف الإمكانيات المادية وظروف بعض البلدان العربية الصعبة.

ففي المملكة المغربية؛ صمم المبتكر عبد الله عياش ، بوابة تعقيد ذكية ؛ وقال هذه البوابة الجديدة تمتاز بكونها تعقم الجسم بأكمله. وتقتصد في كمية السائل المعقم، إذ تعقم بدقة، وتحتوي على معقم للأرجل أيضًا.»

وصمم المبتكر المغربي الدكتور يونس القرفه البقالي ، جهازًا بسيطًا لتعقيم اليدين بطريقة آلية، دون لمس الجهاز، يعمل بمستشعرات عن بعد، تستطيع تحديد وجود اليدين عبر الفتحتين المخصصتين لإدخالهما، لتعطي الأمر للجهاز ويعقم اليدين، باستخدام بخاخات التعقيم الأربعة الحمراء الموجودة في زوايا الجهاز؛ وقال البقالي لمرصد المستقبل «اقترحت المشروع على بعض طلبتي كمشروع لتخرجهم لكي يكون بحثهم مرتبطًا بظرفية انتشار وباء كوفيد-19، والآن نعمل عليه، وسنضيف عليه خصائص أخرى مستقبلًا.»

وطور المبتكر المغربي حميد المودران  في مدينة طنجة جهاز تنفس اصطناعي محلي بمواد بسيطة لا يتجاوز حجمه حموله حقيبة ظهر، ليكون بذلك قابلًا للحمل والتنقل به.

للتعقيم آليا

وطور المبتكر المغربي رشيد اولاد لمدني ، جهازًا ذكيًا وبسيطًا ومنخفض التكلفة للتعقيم آليا والوقاية من الفيروس، واستخدامه في مداخل المستشفيات والمؤسسات أو الأماكن العامة؛ وقال المدني في حديث خاص لمرصد المستقبل «نبعت فكرة تطويري للجهاز الجديد من اطلاعي على تجارب بعض الدول بوضع أجهزة تعقيم في الشوارع العامة، وأدخلت على جهازي تحسينات مهمة؛ مثل حساسات وجود شخص داخل الحجرة المتصلة ببطاقة تحكم مدعومة بشريحة ذكية، برمجتها بطريقة تسمح بتشغيل النظام عند تواجد الأشخاص داخل الحجرة، وإيقاف النظام عند خلوها، مع إمكانية التحكم بمدة التشغيل وصبيب الرذاذ»

ويعمل المدني حاليًا، على إجراء تجارب لتطوير جهاز تنفس اصطناعي طبي، بسيط ومنخفض التكلفة.

وفي سورية، صمم المبتكر محمد ياسين ، جهاز تعقيم لمداخل الإسعاف؛ وقال إن «الجهاز يتكون من أدوات بسيطة جدًا، ويعتمد على شبكة الهواء المضغوط المتوافرة في المستشفى، وبعض الحساسات والصممات والأنابيب، هذه جميعها أدوات تكلفتها منخفضة، نحتاج فقط أن نضع المعقمات داخله؛ صنعت نوعين من أجهزة التعقيم، الأول يعمل تلقائيًا في مداخل المراكز الصحية، والثاني يدوي بتركيز عال، وضعناه داخل الأقسام.»

نقاوة الأكسجين

وصمم المهندس محمد ياسين أيضًا، جهاز تنفس اصطناعي بمواد متوفرة وذات موثوقية عالية ونسبة أعطال شبه معدومة؛ وقال «يضبط الجهاز دورات تنفس من 8 وحتى 50 دورة في الدقيقة، ويتحكم بنقاوة الأكسجين الواصل للمريض من 20 إلى 100%، ويستخدم للكبار أو الصغار أو الخدج، من خلال تبديل الأنبوب المرفق، فهو قابل للنزع والتركيب بسهولة، من أجل التعقيم أو التبديل، مع ربط التوصيلات الخاصة بالمنفسة على مخرجه.»

وفي سلطنة عُمان؛ نجح الشاب احمد الزدجالي من مركز صُناع عُمان، في تحويل قناع غوص تحت الماء، إلى جهاز تنفس سهل الاستخدام ومنخفض التكلفة.

تطبيق متابعة المصابين

وابتكر شباب عُمانيون أيضًا، تطبيقا الكترونيا لتتبع المحجورين إلكترونيًا؛ وقال الدكتور أحمد بن محمد السعيدي، وزير الصحة العُماني «سيُعتمَد التطبيق قريبًا مع ربطه بمنصة في وزارة الصحة.»

وخلال 5 أيام فقط، صنع فريق بحثي ، في قسم الهندسة الطبية، في جامعة خليفة الإماراتية، جهاز تنفس اصطناعي للاستخدام في حالات الطوارئ.

وطور المبتكر الإماراتي، أحمد المزروعي، روبوت مزود بكاميرات وأجهزة استشعار وتحكم، لرش وتعقيم المواقع الوعرة التي يصعب الوصول إليها، لمدة تصل إلى 10 ساعات متواصلة، دون أي تدخل بشري،

ومن قطاع غزة المحاصر وبإمكانيات محدودة جدًا، صمم فريق هندسي ممرًا للتعقيم؛ يساعد على ضمان تعقيم المواطنين قبل دخولهم المؤسسات أو المحال التجارية، باستخدام تقنية التعقيم بالبخار، بنسبة 70% والرذاذ بنسبة 30%، وبنظام تحكم إلكتروني كامل يعمل تلقائيًا فور دخول الشخص لمدة 30 ثانية؛ وفقًا لموقع الهين الإخبارية .

طابعة ثلاثية الابعاد

وباستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد محلية الصنع، بدأ مهندسون من غزة بتصنيع أقنعة الوجه الشفافة. وسَخَّر مبرمج من القطاع، الذكاء الاصطناعي، لاكتشاف الحالات المصابة بالفيروس، من خلال تطوير برمجية تعتمد على مقارنة صور أشعة المصابين مع صور لغير المصابين؛ وفقًا لقناة المملكة.

وأنتج فريق من جامعة القدس الفلسطينية، جهاز تنفس اصطناعي طبي متطور محوسب بالكامل، في مختبرات الجامعة، بإشراف من كليتي الطب البشري والهندسة. ويمتاز الجهاز بسرعة التصنيع من مكونات متوافرة محليًا. وفي بيت لحم طور مهندس الأجهزة الطبية رامي المشني، أيضًا، جهاز تنفس اصطناعي.

وفي الكويت، أطلق فريق بحثي؛ مكون من الدكتور احمد نبيل والدكتور يوسف المطوع والدكتور سلمان الصباح ، خط إنتاج متطور ومتكامل لمعدات الحماية؛ من أقنعة للوجه وتحويل نظارات الغوص لكمامات تنفس، وغيرها من المعدات، باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد، تحسبًا لأي ظرف طارئ في الإمدادات العالمية.

وباستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضًا، أنتج المبتكر السعودي الدكتور معاد بن نبيل بوعائشة ، مقابضأبواب خاصة ، تسهل فتح الأبواب باستخدام الكوع بدلًا عن راحة اليد، للحد من انتقال العدوى، إذ تصعب ملامسة الكوع للوجه. وأداة أخرى على شكل حامل للعلبة المعقم الشخصي متصلة بيد مستخدمها. وأداة ثالثة هي خاتم مضاد للبكتيريا لاستخدامه في الكبس على أزرار المصاعد، وهو مصنوع من مواد مضادة للبكتيريا؛ ومنها نانو النحاس. فضلًا عن تصنيعه لحجرة تعقيم بسيطة يدوية.

وحرصًا على توفير العدد اللازم من أدوات الفحص، صنع بوعائشة أداة لفحص كورونا، كبديل رقمي جاهز، متبعًا مقاييس منظمة الصحة العالمية؛ في التصميم والمواد.

وطور فريق متخصص في مستشفى الملك فيصل التخصصي ومركزالأبحاث في العاصمة السعودية الرياض، صندوقًا للحماية من الرذاذ المتطاير، يوفر أعلى درجات السلامة والوقاية للممارسين الصحيين، من احتمالية إصابتهم بعدوى انتقال الفيروس، عند مباشرتهم لحالات المرضى؛ وفقًا لصحفية الرياض .