Dans le but de mettre des appareils respiratoires à la disposition des zones à faible revenu et isolées, les scientifiques ont développé le système LeVe CPAP pour l’assistance respiratoire afin de traiter les patients COVID avec des tests montrant des résultats prometteurs.
Système LeVe CAP. Crédit d’image : Université de Leeds
Rendre l’assistance respiratoire plus disponible pour soutenir les patients COVID
La flambée des infections au COVID-19 dans les pays à revenu faible et intermédiaire nécessite des stratégies alternatives à celles mises en œuvre dans les pays plus riches.
En réponse, l’Organisation mondiale de la santé encourage le développement d’aides respiratoires à faible coût facilement déployables dans les systèmes de santé les plus pauvres. Pour que cela soit possible, les appareils doivent fonctionner avec des systèmes d’oxygène à basse pression.
Contrairement aux pays plus riches, les établissements cliniques dans les milieux les plus pauvres peuvent ne pas disposer d’un approvisionnement en oxygène centralisé, qui fournit un approvisionnement constant en bouteilles d’oxygène et constitue un outil essentiel dans le traitement de l’infection au COVID.
Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Frontiers in Medical Technology, une équipe de chercheurs a conçu le dispositif à pression positive continue, ou CPAP, pour fournir une assistance respiratoire aux cas légers et graves de COVID.
L’appareil a été développé par une équipe de scientifiques, d’ingénieurs et de médecins basés à l’Université de Leeds, aux hôpitaux universitaires de Leeds NHS Trust, aux hôpitaux universitaires de Bradford NHS Foundation Trust, à Medical Aid International et à l’hôpital Mengo en Ouganda.
L’appareil a été testé sur dix volontaires sains et a montré qu’il « peut être utilisé en toute sécurité sans induire d’hypoxie (faibles taux d’oxygène dans les tissus) ou d’hypercapnie (accumulation de dioxyde de carbone dans le sang) et que son utilisation était bien tolérée par les utilisateurs. , sans aucun événement indésirable signalé ».
Pour s’assurer que l’appareil reste simple et efficace, l’équipe a utilisé des principes d’innovation frugale dans la conception de cette aide respiratoire. Répondre aux demandes cliniques dans un milieu de santé avec un accès limité aux ressources était un point central dans le développement de ce système CPAP.
Une innovation particulière pour générer le flux d’air requis est l’utilisation d’un ventilateur électrique, semblable aux ventilateurs utilisés pour refroidir les appareils électroniques, pour pallier le manque d’accès aux alimentations en air et en oxygène à haute pression. Cela fournit une alimentation en air constante aux patients en cas d’infection légère ou grave.
Offrir un meilleur accès à la technologie des soins cliniques critiques
L’universitaire responsable du projet, Nikil Kapur, professeur de dynamique des fluides appliquée à l’Université de Leeds, décrit : « En adoptant l’approche de l’innovation frugale, nous avons pu reconcevoir un élément important de l’équipement médical afin qu’il puisse fonctionner efficacement dans milieux de soins dotés de ressources.
Nous avons éliminé la complexité inutile et garanti que l’appareil fonctionnera dans des environnements où les réserves d’oxygène sont rares et doivent être conservées. Le prototype est une étape importante dans le développement d’un appareil qui créera un meilleur accès à la technologie des soins intensifs et aidera à sauver des vies.
Bien que les appareils CPAP conventionnels coûtent environ 600 GBP et les ventilateurs coûtent plus de 30 000 GBP, le prototype actuel de l’appareil coûte au total environ 150 GBP (équivalent à 207 USD).
Le Dr Tom Lawton, consultant en soins intensifs et anesthésie au Bradford Teaching Hospitals NHS Foundation Trust et membre de l’équipe de recherche, déclare : « Au Royaume-Uni, la CPAP a été efficace comme pilier du traitement respiratoire pour le COVID-19 sévère et aide pour empêcher les patients d’avoir besoin de soins intensifs avancés tels que des ventilateurs.
« Dans de nombreux pays, les ressources limitées signifient que même la PPC est difficile à trouver et qu’une maladie plus grave entraîne fréquemment la mort. Des dispositifs CPAP simples, conçus pour fonctionner dans un environnement aux ressources limitées, peuvent aider à réduire les inégalités en matière de soins de santé dans le monde et à sauver des vies à la fois maintenant avec covid-19 et potentiellement avec d’autres maladies à l’avenir. »
Le Dr Pete Culmer, professeur agrégé à la School of Mechanical Engineering de Leeds et auteur principal de l’étude, a déclaré : « Le prototype de Leeds a été spécialement conçu pour fonctionner avec des concentrateurs d’oxygène, qui ont un faible débit d’oxygène et à basse pression.
« Le ventilateur ou le souffleur CPAP est connecté à ce qu’on appelle un circuit respiratoire. Ce circuit est composé d’un interrupteur pour attraper les virus et les bactéries dans le flux d’air, d’un tube, d’un masque facial, d’une valve qui contrôle le flux d’oxygène du concentrateur d’oxygène et d’une sortie d’expiration.
L’appareil peut générer quatre niveaux de pression d’air différents en fonction des besoins du patient. Les résultats décrivent également que les niveaux de saturation en oxygène souhaitables dans le sang – entre 96 pour cent et 100 pour cent – ont été maintenus chez les volontaires sains participant à l’essai.
Prochains essais patients et développements futurs
D’autres essais devraient être menés à l’hôpital Mengo de Kampala, en Ouganda, en septembre, avec des patients infectés par COVID.
Seuls les hôpitaux de référence régionaux et nationaux de référence ont accès à la CPAP. Pourtant, les patients se présentent d’abord dans les établissements de niveau inférieur lorsqu’ils ont des difficultés respiratoires et au moment où ils arrivent dans les centres de référence régionaux, dans certains cas, il est trop tard. La possibilité d’accrocher un patient à la ventilation lorsqu’il en a besoin sauve potentiellement de nombreuses vies et réduit le séjour à l’hôpital. »
Dr Edith Namulema
Elle ajoute ensuite : « De plus, en tant que pays, nous avons environ 500 lits de soins intensifs pour 42 millions d’Ougandais, ce qui est très peu.
Le prototype développé dans la présente étude fournira un dispositif largement déployable qui vise à relever le défi de l’accès limité à l’assistance respiratoire. En utilisant des composants rentables qui s’adaptent à une gamme de paramètres, les appareils respiratoires peuvent être plus accessibles aux zones à faible revenu et isolées.
Le professeur David Brettle, directeur scientifique du Leeds Teaching Hospitals NHS Trust et membre de l’équipe qui a développé l’appareil, décrit : « L’innovation au cœur de cet appareil est la simplicité de sa conception, le faible coût de production et la façon dont il utilise efficacement les rares réserves d’oxygène.
Au Royaume-Uni, l’accès à la technologie de santé nécessaire peut être considéré comme acquis, mais même une technologie relativement simple n’est parfois pas disponible dans les pays à revenu faible ou intermédiaire. Ce dispositif innovant vise à uniformiser les règles du jeu.
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