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Face à la demande croissante d'aides respiratoires et d'autres équipements médicaux, le constructeur automobile Mercedes-Benz a développé un appareil CPAP à haut rendement dont le déploiement rapide est prévu dans les hôpitaux qui en ont besoin. Alors que la production automobile ralentissait au début de 2020, Mercedes a utilisé ses capacités d'ingénierie de pointe pour se concentrer sur l'équipement médical, produisant des écrans faciaux et des appareils de thérapie PAP pour fournir aux patients des produits efficaces et fiables pendant cette période de forte demande. Les appareils de thérapie PAP étant utilisés comme ventilateurs improvisés dans certaines situations, la société espère également que l'augmentation de l'approvisionnement compensera certaines des pénuries qui se produisent dans les zones les plus nécessiteuses. En collaboration avec des chercheurs de l'University College London Hospital (UCLH), ainsi que d'autres ingénieurs du circuit de Formule 1, des spécialistes du groupe Mercedes-AMG Formula One High Performance Powertrain (HPP) ont créé l'appareil pour le "Project Pitlane", un effort à l'échelle de l'industrie pour fabriquer et livrer des équipements respiratoires aux hôpitaux connaissant des pénuries. Fidèle à sa réputation de rapidité et d'efficacité, la société a développé l'appareil en un temps record, expédiant les premières commandes moins de 100 heures après leur première réunion en mars, et la réponse du public a été très positive.
Un marché en mutation
L'équipe Mercedes-Benz de Formule 1, propriété de la société mère Daimler AG, est un fabricant primé de moteurs haute performance et l'une des entreprises de technologie automobile les plus avancées au monde. Plus tôt cette année, Daimler a décidé de convertir la majorité de ses opérations de production de Formule 1 pour le développement d'équipements médicaux. Après avoir reconfiguré leurs imprimantes 3D pour cette tâche, l'équipe a ensuite utilisé des simulations informatiques et des technologies open-source pour rétro-concevoir un CPAP de modèle standard, améliorant la conception pour une efficacité maximale et une production rapide. Les machines qui produiraient normalement des pistons et des turbocompresseurs de F1 sont maintenant utilisées pour la production du nouvel appareil, garantissant une qualité supérieure avec les normes et technologies de la Formule 1. Le professeur Rebecca Shipley, directrice de l'UCL Institute of Healthcare Engineering, a déclaré à BBC News que dans des circonstances normales, le développement d'appareils médicaux pourrait prendre des années, mais le processus de rétro-ingénierie a pris moins d'une semaine, permettant à l'équipe de produire les appareils rapidement et à grande échelle. En démontant un appareil existant dont le brevet avait expiré, l'équipe a appris tout ce dont elle avait besoin pour développer une nouvelle version et l'adapter à la production de masse. Selon une déclaration publiée sur le site Web de Daimler AG, les appareils, appelés UCL-Ventura Breathing Aids, ont passé leurs essais cliniques initiaux et sont maintenant utilisés dans les hôpitaux en Europe. Et en tant que projet open-source, toutes les connaissances nécessaires pour développer et fabriquer l'appareil, telles que les spécifications de conception, les matériaux et les outils utilisés pendant le processus de production, ont été rendues disponibles en ligne pour être utilisées par d'autres fabricants et professionnels de la santé du monde entier.
Une solution haute performance
Le CPAP UCL-Ventura est un produit de Formule 1 haute performance, le résultat d'un effort concerté d'ingénieurs et d'universitaires de haut niveau utilisant un assemblage qualifié, un développement rapide de prototypes et des procédures de test rigoureuses pour créer l'appareil le plus efficace possible tout en assurant un déploiement rapide en grand nombre. Plutôt que de concurrencer d'autres produits de thérapie PAP déjà sur le marché, le projet Pitlane s'est d'abord concentré sur les demandes immédiates, en privilégiant la facilité d'utilisation et l'adaptabilité par rapport à des options plus avancées telles que BiPAP ou ASV. L'une des raisons de l'urgence de ce projet est le besoin croissant d'aides respiratoires. Là où les ventilateurs sont en pénurie, les appareils CPAP sont utilisés comme aides respiratoires alternatives, fournissant des flux d'air et d'oxygène et stabilisant les voies respiratoires afin que les patients puissent respirer plus facilement et dormir toute la nuit. Alors que le besoin de ventilateurs est devenu un sujet d'actualité majeur, de nombreux fabricants, tels que Ford et General Motors, ont commencé à développer des ventilateurs et des composants de ventilateurs dans le cadre d'un effort concerté pour répondre à la demande, mais les appareils CPAP étaient également nécessaires, en particulier pour ceux souffrant de conditions moins graves, ou ceux souhaitant éviter l'intubation. En augmentant l'approvisionnement en appareils CPAP, le projet espère également éviter la surutilisation des ventilateurs plus invasifs.
Comme mentionné dans notre précédent article, il y a eu des inquiétudes concernant le risque de propagation des maladies lors de l'utilisation d'appareils de thérapie PAP, mais ces risques sont minimes par rapport à d'autres moyens plus courants de contracter une maladie. Selon le National Health Service britannique, un joint étanche, ainsi qu'un équipement de protection individuelle (EPI) pour le personnel médical, peuvent minimiser le risque même dans les cas où les patients sont potentiellement infectés. Tant que ces mesures de sécurité sont prises, les appareils CPAP peuvent être utilisés pour presque toute personne ayant besoin d'un soutien respiratoire, laissant les ventilateurs plus invasifs à ceux souffrant de conditions graves. En réponse à ces préoccupations de sécurité, l'équipe Pitlane a veillé à ce que son modèle CPAP utilise une conception à circuit fermé et étanche qui utilise un tube supplémentaire dédié uniquement à l'inhalation nasale. Ce type de conception empêche les fuites et contient le flux d'air à l'intérieur du système. Un autre objectif du projet était de rendre l'appareil à la fois simple et efficace, permettant une production rapide et une polyvalence sur le terrain. La conception utilise un système de générateur de flux simple et rationalisé qui permet une utilisation et une titration faciles. Ces systèmes utilisent ce que l'on appelle l'« effet Venturi » pour aspirer l'air de l'environnement afin de créer un flux constant et à haut débit d'air enrichi en oxygène. Un système de valves est ensuite utilisé pour ajuster la pression et la concentration en oxygène en fonction des besoins et des préférences du patient. En gardant la conception simple et fiable, l'équipe a créé un appareil CPAP qui est non seulement efficace, mais adaptable à de multiples usages. Et en rendant les informations publiques, les organisateurs du projet espèrent diffuser les connaissances aux professionnels de la santé du monde entier, contribuant ainsi à améliorer l'accès à des soins et traitements de qualité en veillant à ce que les fabricants du monde entier puissent continuer à développer ces appareils importants et vitaux en cas de besoin.
Sources
BBC News - https://www.bbc.com/news/health-52087002
Daimler AG - https://www.daimler.com
Mercedesamgf1.com - https://www.mercedesamgf1.com/en/news/2020/04/ucl-uclh-f1-project-pitlane-start-delivery-breathing-aids-nhs-hospitals/
National Health Service - https://www.nhs.uk/
NYTimes.com - https://www.nytimes.com/2020/03/18/business/-ventilator-shortage.html
Plantbasednews.org - https://www.plantbasednews.org/lifestyle/lewis-hamilton-proud-of-mercedes-team-for-creating-breathing-aid
Project Pitlane - https://www.formula1.com/en/latest/article.uk-based-f1-teams-unite-around-project-pitlane-to-assist-with-ventilator.7G8gQu9v8j6aSgqk3P52fp.html
Statnews.com - https://www.statnews.com/2020/04/08/doctors-say-/
UCLB.com - https://research.uclb.com/product/ucl-cpap
Washington Post - https://www.washingtonpost.com/business/2020/04/04/ventilators-ford-gm/