“Lá phổi sắt”: Giải pháp máy thở giá rẻ cho bệnh nhân COVID-19

Các kỹ sư người Anh đang phát triển một phiên bản hiện đại của Máy thở Áp lực Âm (NPV), được biết đến với tên gọi “lá phổi sắt,” nhằm cung cấp một loại thiết bị đơn giản và đỡ tốn kém hơn cho bệnh nhân COVID-19.

Máy thở là một trong những thiết bị giúp điều trị bệnh nhân COVID-19. Chúng giúp hỗ trợ hô hấp ở những người có vùng phổi bị ảnh hưởng nặng nề bởi virus, nhưng những loại máy này đang phải đối mặt với một số vấn đề.

Khó khăn dễ thấy nhất là sự thiếu hụt máy thở trên toàn thế giới khi các cơ quan y tế ra sức tranh giành loại thiết bị này nhằm đảm bảo đáp ứng đủ nhu cầu hiện tại và dự phòng khi đại dịch lan rộng. Máy thở là thiết bị có cấu tạo phức tạp, đắt đỏ, cần phải hoạt động dưới sự giám sát của các nhân viên đã qua đào tạo và vẫn nguy hiểm ngay cả khi sử dụng cho những người khỏe mạnh bởi nó yêu cầu bệnh nhân phải đặt nội khí quản và gây mê, và đôi khi thậm chí phải làm cho họ bị tê liệt.

Các loại máy thở áp lực dương ngắt quãng (IPPV) như trên hoạt động bằng áp lực dương. Cụ thể, nó bơm không khí hoặc oxy trực tiếp vào phổi, qua đó giúp bệnh nhân có thể thở được. Lá phổi sắt về cơ bản hoạt động theo cách ngược lại.

Được đề xuất lần đầu vào thế kỷ 17, lá phổi sắt thời đó là một buồng lớn hình trụ, kín khí đủ cho một người nằm bên trong, có phần đầu nhô ra ngoài. Bên trong buồng là một màng bơm được móc vào một động cơ điện. Khi động cơ quay, nó vận hành một tay quay làm cho màng bơm nở ra và co lại. Lúc này, thể tích bên trong buồng sẽ trở nên lớn hơn và nhỏ hơn, làm cho áp suất không khí tăng và giảm. Điều này khiến ngực của bệnh nhân nở ra và co lại, cho phép họ thở ngay cả khi rơi vào tình trạng tê liệt hoàn toàn.

>> Nhóm nghiên cứu MIT phát minh máy thở dã chiến chỉ 100 USD

Lá phổi sắt kiểu như vậy là một hình ảnh phổ biến trong các bệnh viện và ngay cả ở nhà riêng trong thời kỳ dịch bệnh bại liệt xảy ra vào thế kỷ 20, mặc dù kể từ đó chúng đã được thay thế bằng các loại máy móc tinh vi hơn. Nhưng dịch bệnh COVID-19 có thể làm “sống lại” lá phổi sắt này.

Sản phẩm NPV mới là sản phẩm của Đại học Warwick, Tập đoàn Marshall, bệnh viện Imperial NHS Trust, bệnh viện Tai mũi họng Hoàng gia Anh và nhóm các nhà khoa học công dân, bác sĩ lâm sàng, học giả, nhà sản xuất và kỹ sư. Nó có tên là “exovent”, đã đạt đến giai đoạn nguyên mẫu và sẽ được thử nghiệm tại 2 phòng khám chăm sóc đặc biệt ở Anh.

Không giống như các loại máy thở, exovent không cần đặt nội khí quản và đơn giản hơn nhiều trong thiết kế và vận hành. Theo thông tin từ phía tập đoàn chịu trách nhiệm thiết kế, bệnh nhân có thể ở trong trạng thái tỉnh táo, uống thuốc, ăn uống và nói chuyện với người thân qua điện thoại. Ngoài ra, máy còn giúp tim hoạt động hiệu quả hơn 25% so với các loại máy thở thông thường có thể gây ảnh hưởng xấu đến chức năng tim.

Các nhà phát triển cũng cho biết rằng thiết bị exovent có thể được sử dụng trong các khu điều trị thông thường, từ đó có thể nhường phòng ICU (chăm sóc đặc biệt) cho các trường hợp nghiêm trọng hơn. Loại máy này chỉ bao quanh vùng ngực, không sử dụng khí nén hoặc oxy, chỉ có một vài bộ phận chuyển động, và các thành phần phụ tùng của nó luôn sẵn có. Thiết kế cũng có thể thích ứng cho từng bệnh nhân.

Người ta ước tính rằng, một khi được chấp thuận, 5.000 mẫu máy exovent có thể được sản xuất trong 1 tuần tại Anh.

Margot James, Chủ tịch điều hành Tập đoàn sản xuất Warwick (WMG), Đại học Warwick, cho biết: “Chúng tôi rất vui mừng khi có thể sử dụng thiết bị exovent nhằm giúp tăng số lượng máy thở không xâm lấn từ nguyên mẫu sang chế tạo với khối lượng lớn. Các kỹ sư và nhà nghiên cứu của chúng tôi đang hợp tác với đội ngũ liên quan đến sản phẩm exovent trong lĩnh vực thiết kế, kỹ thuật, tìm nguồn cung ứng linh kiện và lắp ráp máy thở. Tôi vô cùng tự hào về những nỗ lực không ngừng nghỉ và sự tận tâm của nhóm nghiên cứu của chúng tôi, do ông Archie MacPherson tại WMG dẫn đầu, và cảm thấy vui mừng khi chúng tôi có thể áp dụng chuyên môn của mình cho dự án quan trọng này.”