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WHZ entwickelt 3D-gedrucktes Notfall-Beatmungsgerät mit

06.04.2020
Das Unmögliche möglich gemacht: Am Anfang der Woche konstruiert, am Ende der Woche an der Universitätsklinik Leipzig schon im Test. Wissenschaftler der Westsächsischen Hochschule Zwickau (WHZ) aus dem Bereich Biomedizinische Technik setzen ihr Knowhow und die hervorragenden Kooperationen für die Entwicklung eines 3D-gedrucktes Notfall-Beatmungsgerätes ein.
 

Die Nachrichten über die steigende Anzahl an Covid-19 schwer erkrankter und verstorbener Menschen, die z. B. in Italien oder Spanien wegen fehlender Technik nicht mehr beatmet werden können, bewegte sächsische Forscher dazu, in kürzester Zeit ein 3D-gedruckten Notfall-Beatmungsgerät zu entwickeln. Wenn nicht genügend Hightech-Beatmungssysteme zur Verfügung stehen, soll dieses als letzte Möglichkeit den Medizinern zur Verfügung stehen. Es handelt sich nicht um ein zertifiziertes Medizinprodukt, sondern soll als letzte Option dienen.

An dieser Entwicklung mitgewirkt hat auch ein Forscherteam aus den Bereichen Biomedizinische Technik und Mathematik der WHZ. Innerhalb von 7 Tagen ist es den Wissenschaftlern der Uniklinik Leipzig, der WHZ und des Fraunhofer IWU gelungen, einen Prototypen zu entwickeln, der am letzten Freitag an der Uniklinik in Leipzig erfolgreich getestet wurde. Wichtig bei der Entwicklung war es, Sensorik und Regelungsmöglichkeiten zu integrieren, um die Hauptparameter der Beatmung einstellen bzw. überwachen zu können. Von Anfang an in die Entwicklung des Notfall-Beatmungsgerätes eingebunden waren Mediziner, die sicherstellten, dass die Geräte den praktischen Anforderungen gerecht werden.  

WHZ-Lungenphantom im Dienst der Lebensrettung
Vor allem auch die hervorragende Vernetzung der Forscher durch Projekte wie „Hirnspatel“, „Erweiterte Realität im OP“ machte die schnelle Entwicklung möglich. Die WHZ konnte das Projekt durch die Bereitstellung des Lungenphantoms zum Test des Beatmungssystems unter realistischen Bedingungen unterstützen. An der Zwickauer Hochschule waren Prof. Dr. Jens Füssel und Laboringenieurin Fabiola Basan federführend für die Tests und Modifikation in den Laboren der WHZ. Die Programmierung wurde durch den wissenschaftlichen Mitarbeiter Marcus Löffler aus dem Fachbereich Mathematik unterstützt.

Engagement ist auch Familiensache
Auch eine familiäre Verbindung war für das Projekt von Vorteil. Verschiedene mechanische Antriebskonzepte mussten konstruiert und getestet, Rotations- und Linearmotoren evaluiert, Getriebe integriert werden. Dafür war hauptsächlich Lukas Basan zuständig. „Ich studiere an der WHZ Kraftfahrzeugtechnik im 4. Semester. Meine Mutter Fabiola Basan arbeitet an der Hochschule als Laboringenieurin im Bereich Biomedizinische Technik und hat mich gefragt, ob ich dieses wichtige Projekt mit unterstützen möchte. Der 3D-Druck gehört zu meinen Interessenschwerpunkten“ so Lukas Basan zu den Anfängen der familiär-interdisziplinären Zusammenarbeit. Auch am Versuchsaufbau, der nach Konstruktion und Fertigung innerhalb weniger Stunden bis nachts um 3:00 Uhr umgesetzt wurde, war der Student begeistert dabei.

3 Beatmungsgeräte pro Tag und Drucker - weltweite Nachahmung erwünscht
Mit einem 3D-Drucker können 3 Systeme pro Tag gedruckt werden. Gestartet werden kann noch in dieser Woche. Eingesetzt werden können diese Notfall-Beatmungsgeräte international in allen Einrichtungen, in denen nicht genügend Hightech-Beatmungssysteme zur Verfügung stehen. Durch den Zugriff auf ein internationales Netzwerk an 3D-Druckern könnten die Systeme auch in großen Stückzahlen in verschiedenen Ländern hergestellt werden. Alle anderen benötigten Komponenten wie Motoren, Elektronik oder Sensoren sind aktuell  noch schnell in großer Stückzahl lieferbar.

Zum Video über das Notfall-Beatmungsgerät

Hintergrund:
Medizinisch unterstützt wird das System vom stellvertretenden Direktor der Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie der Uniklinik Leipzig, Prof. Dirk Winkler, der viele Jahre als Notarzt tätig war. Er ist medizinischer Leiter der Forschungsgruppe Next3D und in mehrere Projekte der WHZ eingebunden (aktuell „Hirnspatel“, „Erweiterte Realität im OP“).

Die Arbeitsgruppe Next3D der Uniklinik Leipzig ist nach der Medizintechniknorm ISO13485 zertifiziert und darf im Regelfall patientenspezifische 3D-gedruckte Instrumente und Modelle herstellen und in Verkehr bringen, die als Sonderanfertigung gemäß Medizinproduktegesetz gelten.

Für die Koordination des Gesamtprojektes ist Dr. Ronny Grunert von der Universität Leipzig und dem Fraunhofer IWU verantwortlich, er ist Absolvent der Medizintechnik der WHZ.

Quelle: Pressemitteilung der Westsächsischen Hochschule Zwickau vom 06.04.2020