Российские биофизики создали компактное устройство для помощи людям с дыхательной недостаточностью, спровоцированной COVID-19. Портативный генератор обогащает обычный атмосферный воздух кислородом, который пациент вдыхает через маску. Контролировать состав газовой смеси можно самостоятельно с помощью датчиков. Сам прибор весит как мобильный телефон и может работать от аккумуляторов, что дает возможность носить его с собой, брать в дорогу. Ученые уверены, что мобильность и компактность такого устройства сделает его хорошей альтернативой стационарному лечению. Разработка будет полезна и после победы над коронавирусом: она поможет людям с хронической обструктивной болезнью легких.
COVID-19 часто приводит к дыхательной недостаточности. Многим заразившимся требуется постоянная кислородотерапия для поддержания жизненных функций организма. Сейчас такое лечение осуществляется в условиях стационара: либо с помощью прикроватных аппаратов поддержки дыхания, либо, в тяжелых случаях, используя системы искусственной вентиляции легких.
Российские специалисты из Центра компетенций НТИ по технологиям новых и мобильных источников при Институте проблем химической физики (ИПХФ) РАН разрабатывают уникальные мобильные электрохимические генераторы гипероксических газовых смесей (гипероксия — состояние, возникающее в результате избыточного поступления в организм или отдельную его часть кислорода. — «Известия»), которые станут альтернативой больничной терапии. Об этом изданию рассказали в Российской венчурной компании.
Как пояснил один из основных разработчиков прибора, директор Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН ( институт — участник консорциума Центра компетенций НТИ) Максим Ананьев, генератор компактен и мобилен. Такое устройство может работать как на аккумуляторах, так и от сетевого адаптера, оно не требует баллонов кислорода и стационарного энергоснабжения.
— Портативные генераторы гипероксических смесей могут выступить альтернативой стационарной оксигенотерапии, — пояснил ученый. — В основе его работы лежит электрохимическая ячейка (устройство, служащее для проведения электрохимических реакций. — «Известия») на кислородпроводящем керамическом электролите (вещество, которое проводит электрический ток).
Прямо из воздуха
Необходимую пациентам с легочной недостаточностью гипероксическую смесь (в данном случае 24–40% О2) получают прямо из воздуха с помощью воздействия электрохимического насоса. Он обогащает кислородом поток газа, идущий через маску. По словам Максима Ананьева, принципиальной сложности в использовании прибора нет, поэтому заболевший COVID-19 сможет проводить терапию самостоятельно в домашних условиях.
— Электрохимическая ячейка абсолютно безопасна, так как ничего, кроме кислорода, она перекачивать не может, — пояснил эксперт. — Ее работа хорошо регулируется накладываемым током, тем самым можно достаточно гибко задавать необходимый уровень насыщения. Концентрация О2 на выходе измеряется с помощью миниатюрного датчика.
Главное преимущество такого генератора в компактности. Вместе с обвязкой, требующейся для работы электрохимической ячейки, масса устройства будет сопоставима с весом мобильного телефона.
— Это станет настоящим подарком для пациентов с дыхательной недостаточностью, — заявил «Известиям» врач-терапевт Антон Рубцов. — Сейчас на рынке представлены зарубежные концентраторы кислорода, но они размером с радиатор и требуют специального профессионального обслуживания. Новый прибор, судя по всему, будет и легче, и проще в эксплуатации.
От прототипа до внедрения
Как рассказали специалисты, на сегодняшний день электрохимическая ячейка, позволяющая насыщать кислородом поток газа, испытана в виде макета. Прототип устройства показал свою эффективность. При организации массового производства цена мобильного генератора гипероксических смесей будет колебаться в пределах нескольких тысяч рублей.
— При новой коронавирусной инфекции могут развиваться тяжелые формы дыхательной недостаточности, в лечении которых для кислородной поддержки используют в том числе газовые смеси, — сообщила «Известиям» врач-инфекционист, сотрудник научно-клинического отдела МГЦ СПИД и Международного учебно-методического центра вирусологии человека медицинского института РУДН Елена Белова. — Обычно это достаточно сложная система с баллонами газа. Однако следует дождаться появления данных об этом приборе и уже на их основании делать какие-либо прогнозы.
