Армянские физики разрабатывают компактный, неинвазивный и простой в использовании дыхательный аппарат, который может применяться дома для пациентов на начальной стадии заболевания коронавирусной инфекцией, когда еще легкие не сильно поражены и пациент может дышать самостоятельно.
Институт прикладных проблем физики (ИППФ)Национальной академии наук был в ряду пяти заявителей, выигравших в апреле 2020 года грант министерства высокотехнологической промышленности Армении, направленный на поддержку мероприятий по борьбе с коронавирусом.
Группа физиков во главе с кандидатом физмат наук Грантом Хачатряном в рамках гранта стоимостью 2 млн драмовсоздала лабораторный образец аппарата, разработала специальную компьютерную программу, и в настоящее время собирает первый опытный образец, который можно будет пустить в производство, если конечно, клинические испытания оправдают ожидания ученых.
Как рассказал Грант Хачатрян, в ИППФ многие годы проводятся исследования воздействия акустических колебаний на различные физические процессы. В частности, ученые наблюдали, что в закрытой системе под воздействием низкочастотных акустических колебаний на частички пыли действуют аэродинамические силы, которые приводят их в движение. Используя различные профили колебаний, пылинки можно отрывать от поверхности и вытягивать, как это делает пылесос, только тут работают совсем другие физические процессы.
На основе этих опытов ученые предположили, что таким же образом можно вызывать колебания альвеол в легких, в результате чего от них будут отрываться и выводиться мелкие частички – вирусы, мокрота. Так и возникла идея создания аппарата искусственной вентиляции легких, который состоит из маски с фильтром, трубки с односторонними клапанами для вдоха и выдоха и модуля для генерации акустических колебаний разных профилей. Аппарат можно наделить и другой дополнительной опцией – подачей кислорода, в случае возникновения у пациента кислородного голодания.
Аппарат очень прост в применении, не требует специальных больничных условий, а также инвазии, как сложные и дорогие аппараты искусственной вентиляции легких в реанимационных отделениях. Он предусмотрен для более легких больных, и весь смысл в том, чтобы с помощью данного аппарата предотвратить осложнение заболевания и сократить надобность в более сложных аппаратах.
Были, конечно, опасения, что полученный в лабораторной закрытой системе эффект может не сработать в случае с легкими, поскольку легкие – сложный орган, с разветвленными дыхательными путями. То есть, это не классическая закрытая система. Но опыт, проведенный на легких свиньи, показал тот же эффект: под воздействием акустических колебаний легкие свиньи вибрировали.
Грант Хачатрян и его коллеги оценили востребованность такого аппарата в пределах Армении и представили в министерство высокотехнологичной промышленности бизнес-план по запуску его производства. По оценке ученого, стоимость одного аппарата будет в пределах 50-100 долларов. Но до этого необходимо провести клинические испытания.
Дело в том, что, по словам ученого, каждый человеческий орган имеет свою частоту. Если частота звуковых колебаний аппарата и легких человека совпадут, то это может вызвать резонанс и нежелательные последствия. Но оценить возможность такого риска можно только эмпирически, экспериментируя с разными профилями и резюмируя данные о состоянии пациентов.
Грант Хачатрян, как истинный ученый, опробовал аппарат на себе, и говорит, что ощутил прилив сил, как при прогулке на свежем воздухе. Но нужна его апробация на больных, чтобы оценить, как будет меняться их самочувствие, как будет вести себя сатурация, как долго можно или нужно дышать через такой аппарат, чтобы был эффект, и т.д.
Если клинические испытания пройдут успешно, то министерство высокотехнологической промышленности возможно профинансирует его внедрение в производство.
