Im Rennen der NASA um den Bau eines Beatmungsgeräts in 37 Tagen

Es begann mit einem zufälligen Treffen in der Cafeteria des Jet Propulsion Lab (JPL).

Ein leitender Ingenieur traf Anfang März und währenddessen auf den Leiter der Abteilung Technik und Wissenschaft des JPL Als sie über aktuelle Ereignisse diskutierten, fragten sie sich laut, ob JPL irgendwie zum Kampf beitragen könnte gegen das Coronavirus. Sie schickten eine E-Mail mit der Frage, ob jemand Ideen hätte oder freiwillig helfen würde, und schon bald versammelte sich ein ganzes Team von Ingenieuren.

Das Ergebnis dieses zufälligen Treffens ist ein Prototyp eines Beatmungsgeräts zur Unterstützung der Atmung schwer erkrankter COVID-19-Patienten, das in nur 37 Tagen entwickelt wurde. Der Prototyp wurde von der Food and Drug Administration (FDA) zugelassen, was bedeutet, dass er nun zugelassen werden kann hergestellt und beginnen mit dem Versand, um den chronischen Mangel an Beatmungsgeräten in den USA zu lindern. Krankenhäuser.

Die Reise war für die beteiligten Ingenieure eine emotionale, wie Chris Yahnker, einer der ersten Freiwilligen, die sich dem Projekt anschlossen, gegenüber Digital Trends sagte.

„Es gab Zeiten, da haben wir alle eine Träne vergossen“, sagte er. „Es gibt nicht viele Momente in Ihrer Karriere, in denen Sie wirklich sagen können: ‚Ich habe einen echten Unterschied gemacht.‘“

Von Weltraumrobotern bis hin zu medizinischen Beatmungsgeräten

Yahnker, der Gruppenleiter für Robotik in extremen Umgebungen am JPL, arbeitet normalerweise an der Entwicklung von Robotern für die NASA, um die rauen Umgebungen von Mars, Venus, Europa und darüber hinaus zu erkunden. Aber als er eine E-Mail über das neue Projekt erhielt – im Wesentlichen mit der Frage, ob sie ein Beatmungsgerät bauen könnten aus Teilen, die er im Haus oder im örtlichen Baumarkt gefunden hatte – er wusste, dass er sie haben wollte beteiligt.

Am ersten Wochenende schraubte er in seiner Garage herum und entwickelte ein Brainstorming zu allen verrückten Ideen, die ihm einfielen zwei oder drei weitere Personen – von der Verwendung von Plastikwasserflaschen bis hin zur Verwendung der Pumpe einer Luftmatratze.

In der nächsten Woche erkannte das Team, dass es die Möglichkeit hatte, etwas zu schaffen, das den Menschen wirklich helfen konnte. Und kurz bevor JPL-Mitarbeiter nach Hause geschickt wurden, um aus der Ferne zu arbeiten, konsultierten die Ingenieure einen Experten für Atemwegserkrankungen von einem nahegelegenen Krankenhaus, der detailliert erläuterte, wofür Ärzte ein Beatmungsgerät für Coronavirus-Patienten benötigen besondere.

Dies weckte ein großes Interesse bei anderen JPL-Ingenieuren und bildete ein Kernteam von sieben oder acht Personen Menschen mit der Unterstützung Dutzender anderer, die in erstaunlicher Geschwindigkeit an der Entwicklung eines neuen Beatmungsgeräts gearbeitet haben.

Einen Unterschied machen

Die Entwicklung eines Beatmungsgeräts ist eine Sache. Aber etwas zu entwickeln, das den FDA-Richtlinien entspricht und schnell zugelassen und eingeführt werden kann, war eine ganz andere Sache. Denn ein Design nützt wenig, wenn es nicht sofort in Krankenhäuser umgesetzt werden kann.

Ein weiteres wichtiges Anliegen des Teams war, dass es die Lieferkette bestehender Beatmungsgerätehersteller nicht beeinträchtigen wollte – Es wäre sinnlos, ein neues Beatmungsgerät zu entwickeln, wenn es mit herkömmlichen Beatmungsgeräten um einen begrenzten Teilevorrat konkurriert. Deshalb suchten sie nach Teilen aus Branchen wie der Schweißindustrie, die günstig und leicht erhältlich waren und die Herstellung anderer Beatmungsgeräte nicht beeinträchtigen würden.

Sie wollten außerdem sicherstellen, dass das Beatmungsgerät mit oder ohne Krankenhausgasversorgung verwendet werden kann hat zwei Designs entwickelt – eines für den Einsatz in Krankenhäusern mit verfügbaren Gasleitungen und eines als eigenständiges Gerät für den Einsatz im Notfall Setups.

Und obwohl ihr Schwerpunkt zunächst auf der Bereitstellung von Beatmungsgeräten für die USA lag, wollten sie auch sicherstellen, dass die Beatmungsgeräte dies auch können Um international eingesetzt werden zu können, musste das Design die unterschiedlichen elektrischen Spannungen und Frequenzen berücksichtigen, die im gesamten Gebiet auftreten Welt.

Wie kann man eine solche Herausforderung angehen? So unterschiedlich wie das Entwerfen Roboter zur Erforschung der eisigen Monde des Jupiter und die Entwicklung eines medizinischen Geräts zur Unterstützung der Atmung sein könnte, kann in gewisser Weise ein ähnlicher Ansatz auf beide angewendet werden. Die grundlegenden Fragen: Was muss dieses Gerät leisten? Was sind die Anforderungen? - bleibt gleich.

„Wir haben einen sehr ähnlichen Ansatz gewählt, wie wir normalerweise beim Entwerfen von Dingen vorgehen“, erklärte Yahnker. „JPL ist ein großer Systementwickler. Das ist es, was wir wirklich gut können. Wir denken über das Problem nach, wir denken über alle Interaktionen nach, wir denken über die Unterkomponenten des Systems und wie sie zusammenarbeiten, und dann schreiben wir einen robusten Satz von Anforderungen. Wir haben hier weitgehend denselben Prozess befolgt.“

Eine persönliche Wirkung

Der größte Unterschied zwischen einem typischen JPL-Projekt und diesem war jedoch der Zeitrahmen. NASA-Projekte werden in der Regel über Jahrzehnte hinweg geplant, wobei großer Wert auf die Einbeziehung von Redundanzen, Notfällen und einer langfristigen Planung gelegt wird. Die Beatmungsgeräte mussten so schnell wie möglich hergestellt werden, was einen radikalen Wandel hin zu einer iterativen Denkweise bedeutete.

„Die meisten von uns sind zum Ingenieurwesen gekommen, weil wir etwas bewirken wollten“, sagte Yahnker, „und für JPL in der Weltraumforschung zu arbeiten ist cool und man macht einen großen Unterschied in der Welt.“ Aber es kann Jahrzehnte dauern, bis diese Dinge zum Tragen kommen. Das war eine ganz andere Erfahrung. Es geht sehr schnell voran und der Bedarf ist real. Was Sie heute tun, hat die unmittelbarste Wirkung auf der Welt.“

Vor allem die Gespräche mit Ärzten an vorderster Front machten deutlich, wie wichtig die Bereitstellung von Ausrüstung ist und wie ein effizienteres Design wirklich Leben retten kann. „Du fühlst dich wirklich gut bei dem, was du tust. Es macht die langen Arbeitszeiten von 10 bis 12 Stunden am Tag angenehmer, nicht nur für mich, sondern auch für meine Familie, die sich fragt, wie lange ich mich in meinem Heimbüro aufhalten werde. Wenn man ihnen zeigt, welche Arbeit man leistet und welchen Unterschied man in der Welt macht, fühlt sich das gut an.“

Der gesamten Menschheit helfen

Mit dem Beatmungsgerät von der FDA zugelassen, NASA bietet das Design als an freie Lizenz. Jetzt muss das Team nur noch einen Hersteller finden, der mit der Produktion der Beatmungsgeräte beginnt und sie an Krankenhäuser liefert.

Die Geräte sind jetzt nützlich und wichtig, aber sie sind auch ein Hinweis darauf, was eine kleine Gruppe entschlossener Menschen in Krisenzeiten tun kann.

Sollte der Bedarf erneut bestehen, sind Ingenieure wie Yahnker und seine JPL-Kollegen bereit und in der Lage zu helfen.

„Wenn wir bereit sein können, wenn, Gott bewahre, in der Zukunft noch einmal so etwas passieren sollte, dann sind wir alle im Spiel – um sicherzustellen, dass wir der Menschheit als Ganzes helfen können“, sagte Yahnker.

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