造出成本不到1000美元呼吸机,剑桥大学要“拯救”非洲
原创2020-04-26 21:56

造出成本不到1000美元呼吸机,剑桥大学要“拯救”非洲

出品丨虎嗅科技组

作者丨石晗旭

题图丨OVSI官网


今天微博上的这条热搜不知道有没有引起你的注意——

 

#剑桥大学研发出廉价呼吸机#。

 

据项目负责人、剑桥大学化学工程与生物技术学院教授Axel Zeitler介绍,该团队已经完成“廉价”开源呼吸机(Open Ventilator System Initiative,以下简称OVSI)的研发,允许用户根据需求调整参数。

 

OVSI的优势在于降低了所用组件的复杂性,从现有供应链中能供货的国家处可以轻松获得零件。而整台机器的成本只需不到1000美元,仅为传统医用呼吸机成本的十分之一。

 

点开这个话题,可以看到赞声一片。毕竟疫情蔓延下呼吸机的持续紧缺引人关注已久。

 

然而,也有网友在质疑,这做的莫不是个治打呼的家用呼吸机?“廉价”能有好货吗?


廉价不阉割


实际上,虽然便宜,但OVSI真的是一台可以临床医用的呼吸机。

 

首先,从外观上来看,OVSI就不是我们想象中轻轻巧巧的样子。官方给出的尺寸显示,它的长、宽、高分别为50cm、40cm、20cm,这台机器的体积将略大于20寸行李箱。


折起来像个登机箱

 

而且从重量上来看,家用呼吸机往往在2kg左右,OVSI却有将近20kg,很是敦实,比一些型号的传统呼吸机还要重。

 

此外,虽然我们无从得知具体的设计图(毕竟也是机密)但从其已经验证的工作模式(PCV、PC-SIMV PS、CPAP)上来看,OVSI完全没有对呼吸机的功能进行阉割。

 

我们不需要了解这三种模式是什么,只需要看下利用这些模式OVSI都能怎么用。官网显示,从尚有自主意识、但血氧含量降低需要辅助呼吸,到失去意识、全部依赖机器呼吸,这期间患者的所有呼吸需求OVSI均可以满足。

 

既然这么强,OVSI又是怎么做到低成本的?

 

说来简单,剑桥大学团队控制的实际上是内部组件的数量。通过下图我们不难看出,相比于美敦力公开过设计图的PB560呼吸机,OVSI在零部件的数量上少了很多。


OVSI构造其实还是五脏俱全的


美敦力PB560呼吸机设计就复杂多了

 

今年3月,这项开源呼吸机项目由剑桥大学发起后,吸引了英国和非洲的临床医生、工程师、制造商等共计60人加入,研发、设计、制造、组装等各个环节均有多双眼睛牢牢盯着。这也是团队为了保障性能做出的努力。

 

而同样的零部件,团队也会优先考虑现在的供应情况,一方面是方便快速量产,另一方面,价格也相对便宜。

 

目前,OVSI尚未通过英国MHRA(英国药监机构)的上市审批。不过团队目前正在对产品原型进行进一步的迭代,最新版本已经通过了MHRA的测试规范。


寿命或将受限


唯一令人担心的是,OVSI的寿命可能不会太长。

 

此前曾有医生告诉虎嗅,一般一台进口呼吸机最低寿命也能达到5年,实际使用10年也不成问题。

 

而为保证呼吸机的寿命,在临床安全性等测试外,制造商们还十分看重机器的耐用性。贝丰科技CEO魏希盟告诉虎嗅,2018年公司开发的微型涡轮风机入选迈瑞的部件“备胎名单”后,也要经过长时间持续工作的测试验证,更遑论组装后的呼吸机整机。

 

而OVSI从3月立项至今,也不过月余的时间,即便临床使用测试过关,但寿命是否经得住考验还需要更久的观察。

 

与OVSI相似的是,NASA最新研发的一款专门用于治疗新冠患者的高压呼吸机VITAL(Ventilator Intervention Technology Accessible Locally),也由更少的零件组成,现有供应链可满足生产需求,在生产和维护上也比传统呼吸机更为容易。


NASA研发团队与他们研发的VITAL

 

不同的是,NASA历时37天打造VITAL的本意并不是取代传统呼吸机,只作为本次疫情中的应急设备。而VITAL的使用寿命只有3~4个月。

 

“ICU正忙于接待需要高端呼吸机的新冠患者”,NASA首席卫生与医疗官J.D. Polk博士表示, “VITAL的目的是减少患者进入疾病晚期的可能性”。

 

换句话说,NASA考虑到疫情的快速蔓延抛弃了耐用这一性能。而这与它减少的零件必定相关。

 

这就更让人担心,OVSI真的能做到替代医用呼吸机吗?

 

当然,即便只能解燃眉之急,这些科学家们的创新也是难得而有用的。

 

5月去非洲,“拯救”下一个“震中”


无论如何,Axel Zeitler团队正在一步步实现最初的设想。

 

“我们注意到有报道说,非洲大陆目前呼吸机严重短缺,一些国家据报道只有几十台这样的设备,有些一台都没有。呼吸机太贵,我们需要低成本解决方案。”接受媒体采访时,摄像机那头的Axel Zeitler提到了设计OVSI的初衷。

 

登革热、埃博拉、疟疾、霍乱……提起非洲,除了自然风光外,我们最先想到的可能是一个个传染病的名字。

 

实际上,除去南非等少数国家,非洲大部分地区的卫生状况极差,医疗条件也不能满足疾病的防控与治疗需求。世卫组织较早前曾有过统计,撒哈拉以南的非洲面临极大的卫生人力短缺,这些地区占全球疾病负担的25%,但卫生工作者仅占全球的3%。

 

新冠疫情暴发初期,还有人好奇为什么非洲反倒成了净土。如今数据告诉我们,事情没有这么简单。截至目前,非洲大陆新冠确诊病例已增至27852例,上周的增长率更是达到62.5%之高。


 

要知道,在检测能力跟不上的情况下, 这些病例数显然是报告不足的。

 

日前,WHO更是发出警告:在3~6个月内,非洲可能将有多大1000万例新冠确诊病例,可能导致30多万非洲人死亡,3000万人陷入极度贫困。可想而知,非洲有限的医疗条件将面临多大的考验。

 

其中,中重症新冠患者治疗中所需的呼吸机紧缺,给欧美发达国家都带来了很大困扰,对非洲及其它地区大多数中低收入国家来说,既不具备研发和生产能力,又无力承担采购的高昂价格。WHO估计,非洲41个国家中只有不到2000个呼吸机。

 

对这些国家来说,OVSI的诞生显然是个好消息。现在,这台成本不到1000美元的呼吸机,审批和生产已经被提上了日程。

 

据悉,首批OVSI将于5月交由南非知名家电公司Defy和国有军工企业Denel生产,预计6月全面生产后产量可达5000台。在此之前,团队将优先启动美国FDA紧急认证和生产商所在国的相关认证流程。


我是本文作者石晗旭,关注生物医疗、前沿医学、医疗设备,微信:shx0427,欢迎行业人士聊天爆料(加微信备注身份)

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