Кислородный концентратор своими руками. Как киевские хакеры запустили производство оборудования для регионов

Пандемия коронавируса заставила всех нас меняться и приспосабливаться к новым реалиям. Это касается и технологического процесса в современной Украине, который сейчас может получить новое дыхание. Собственно, так считает глава киевского хакерспейса HackLab Артем Синицын. В своей мастерской инициативная команда делает кислородный концентратор, который может помочь с кислородом в регионах Украины и решить на месте проблему без обращений в центр.

Когда все началось и что стало спусковым крючком

Все началось с того, что один из участников хакерспейсу Александр Лебедев позвонил в начале пандемии и сказал, что хакерспейсу как комьюнити надо присоединиться к борьбе с коронавирусом. На тот момент никто не знал, как будет развиваться ситуация, и мы должны были взять инициативу.

Сначала была идея разработать ИВЛ, но после консультации с врачами мы поняли, что проблем гораздо больше, и проблема наличия аппаратов ИВЛ является только одной из них. Многие специалисты сходились на том, что главная проблема — в необходимости кислорода для кислородной терапии.

Спусковым крючком стал "пиковый" резонанс в нашем сообществе, возникший после того, как мы озвучили идею приобщиться хакерспейсом к медицинским проблемам. Мы общались с медицинским персоналом, разработчиками медицинского оборудования, ездили в отдел анестезиологии Института Рака и изучали потребности, которые есть на местах. Например из тех что мы услышали это: потребность в кислороде, в увлажнителях воздуха, есть проблемы с переходниками для аппаратов. Из этого перечня мы выбрали одну и начали над ней работать.

Что такое кислородная терапия в борьбе с Covid-19

Вирусная пневмония поражает легкие и человеку становится трудно дышать. Наименее инвазивная терапия при этом — подмешать к воздуху, которым дышит пациент, кислород, чтобы кровь легкими легче им насыщалась. Для этого просто ставится маска, туда подается концентрированный кислород. Маска не плотная, поэтому человек в этом состоянии имеет иметь возможность дышать сам. Если человек неделю пролежит с такой терапией, то может выздороветь. Конечно, если организм имеет возможность бороться с вирусом. Это называется кислородная терапия.

Искусственная вентиляция легких (ИВЛ) — это последний рубеж, когда человек уже задыхается и не может дышать сам. Это — хирургическое вмешательство, интубация. Под избыточным давлением воздух, насыщенный кислородом подается напрямую через трубку. Это сложная операция, многие врачи говорят, что есть риски заражения и такого вмешательства стараются избегать и оставлять пациента на кислородной терапии сколько это возможно.

Кислород нужен в обоих случаях: и при терапии и при установлении ИВЛ. Главная проблема заключается в том, где его брать. На одного пациента надо в день примерно 1 баллон кислорода. В центральных больницах его производят централизованно на криогенной станции в большом количестве. В отдаленных регионах кислород возят машинами. Если пациентов будет 100, то ежедневно нужно столько же баллонов для кислородной терапии. Поэтому доставка кислорода — это большая логистическая проблема, решить такую ​​проблему помогает кислородный концентратор.

Как он работает

Кислород уже есть в воздухе, но его концентрация составляет 21 процент. Остальное — азот. Идея этих устройств в том, чтобы "убрать" азот из воздуха с помощью процесса адсорбции на веществах, называемых цеолитами, оставив только кислород. На выходе таких устройств обычно получат 90-93 процентов кислорода.

Концентратор, по сравнению с кислородным баллоном имеет ряд преимуществ:

• все, что нужно для его работы это розетка
• работает 24/7
• не привязан к инфраструктуре криогенной станции

Идея проекта

В такие сжатые сроки трудно сделать устройство, которое будет сертифицировано и соответствовать всем требованиям и стандартам. Именно наше устройство используется в критических случаях: либо человека оставить без кислорода, или с нашим устройством.

Также в команде мы понимали, что мощностей нашего хакерспейсу недостаточно для организации полноценного производства. Поэтому мы решили идти по принципу Open Source — разработать открытую документацию на устройство и обеспечить распространение экспертизы повторения нашего проекта локальными группами инженеров или других мейкерских сообществ. Документация и конструкция максимально простые и доступные, поэтому при наличии всех комплектующих его можно собрать за день, если будет собирать один человек.

Проблемная часть этого процесса — поставка комплектующих и цеолита, который сложно достать. Производители цеолита поставляют до 200 кг, а на один аппарат надо примерно 2 кг. Помощь надо с поставкой цеолита, который мы сможем предоставить другим мейкерськимы сообществами, чтобы они могли делать это на местах. Мы планируем предоставлять менторскую помощь по процессу.

Что нужно знать любому мейкерскому сообществу для сборки кислородного концентратора

• изучить документацию и связаться с Hacklab – Kyiv Hackerspace
• 3D принтер и навыки 3D печати
• базовый столярный инструмент
• базовые навыки в пайке
• цеолит

Где брать средства на проекты

Инициатива полностью волонтерская, все участники, которые занимаются проектом, не получают финансового вознаграждения. Единственное, что мы получили — это грантовая помощь от международного фонда "Возрождение" в размере 50 тысяч гривен. Это касается покупки комплектующих материалов, а также люди отзывались и оказывали нам финансовую помощь, на что мы также покупали комплектующие.

Сколько людей в команде 

Проект многослойный, однако есть главная часть, состоящая из 3-4 человек. Также к нам присоединяются на part-time волонтеры, которые занимаются конкретными маленькими задачами. Это помогает в разработке проекта. Можно сказать, что команда состоит из примерно полтора десятка человек.

Откуда приходит помощь

В основном через социальные сети — Фейсбук, сарафанное радио, у нас есть внутренний чат в хакерспейсы, где мы освещали и говорили, что нам нужна помощь и нам ее предоставляли. Люди, которые раньше не были в команде, стали во время пандемии активнее.

Covid-19 стал катализатором для технического прогресса в медицинском оборудовании 

Волны коронавируса прогнозируют и осенью. Мы хотим собрать группу локальных комьюнити, которые будут иметь экспертизу собирать такие устройства, чтобы в случае критических нагрузок на медицинскую систему быстро активизироваться и поставлять кислородные концентраторы в больницы.

Также наша цель в этом проекте — наработка инженерной экспертизы в разработке медицинского оборудования. Сейчас очень мало делается в этом направлении, большинство аппаратов на рынке — это импортная техника. Поэтому надо использовать вызовы, которые сложились в связи с эпидемией как стимул к разработке собственных решений, как можно больше локализованных в Украине.

Читайте также:

Нестандартные решения в борьбе с COVID-19 из Харькова: что делать если аппаратов ИВЛ не хватает

Первые украинские мобильные изоляторы. Как и где выпускают капсулы для больных коронавирусом

Антивирусные решения: как волонтеры в Бердянске печатают маски для врачей на 3D принтере

В Днепре создали защитные маски для врачей из масок для дайвинга