Víc kyslíku. Český vynález může pomáhat pacientům s koronavirem

Vynálezu se věnuje aktuální číslo časopisu A / Věda a výzkum, který vydává Akademie věd České republiky.

Vědci si na začátku dubna ve zpravodajství o koronavirové epidemii v Itálii povšimli faktu, že polovina tam­ních pacientů s covidem-19 se vyhnula nasazení plicní ventilace, která vyžaduje zavedení asi dvaceticentimetrové trubice do krku. A to díky tomu, že je léka­ři nejprve napojili na obyčejný přístroj na podporu dýchání. Podobných zařízení je však nedostatek.

„Když rozumíme plynové separaci, ne­mohli bychom takový přístroj sestavit?“ kladl si otázku Jan Žitka z Ústavu makromolekulární chemie AV ČR. S kolegy z oddělení polymerních membrán Jakubem Peterem a Zbyňkem Pientkou začali na problému pracovat.

„Posledních více než pět let jsme s čes­kou firmou MemBrain spolupracovali na vývoji membránových modulů k odstra­ňování oxidu uhličitého z bioplynu. Tak jsme si je vypůjčili a snažili se zjistit, zda by je nebylo možné použít i na směsi kys­líku a dusíku. A ono to šlo,“ vysvětlil Jakub Peter. Výzkumníci dali ihned dohromady první alespoň částečně fungující prototyp oxygenerátoru. Mimo jiné i díky návštěvě hobby marketu.

„Ke zkompletování nám chyběly ně­které základní prvky, které však v té době prakticky nešlo sehnat. Naštěstí má jeden z nás živnostenský list, na zá­kladě kterého tehdy pouštěli do velkých prodejen pro kutily. Nasadili jsme si tedy roušky, zařadili se do fronty instalatérů a stavařů a v obchodě pak dohledali za chybějící díly náhradu,“ zavzpomínal Zby­něk Pientka.

„I v těchto téměř polních podmín­kách se vědcům podařilo během několika následujících týdnů vyvi­nout světový unikát. A to hlavně díky zmiňovaným dutovlákenným membránám, které dokážou obo­hatit vzduch přiváděný k pacien­tovi z běžných jednadvaceti až na padesát procent kyslíku. Tento plyn totiž jejich speciální vlákna propouštějí až osmkrát rychle­ji než hlavní složku vzduchu, dusík,“ vysvětlil magazín Akademie věd.

„Molekuly kyslíku jsou menší než dusíka­té, takže přes náš filtr procházejí snáze. Viry nebo bakte­rie jsou oproti molekulám plynu ti­síciná­sobně větší, a proto se přes něj absolutně nemají šanci dostat,“ upřesnil Jakub Peter.

Samotné membrány připomínají tenké duté nitě, které vědci smotali do svaz­ku a vložili do tubusu. Když se tímto modulem prožene natlakovaný vzduch z jakéhokoli kompresoru, z druhé strany vyjde okysličený vzduchový proud. Ten už stačí jen zvlhčit a připojit na takzvané nosní brýle, tedy dvojici trubiček, které pacientovi s dýchacími problémy přive­dou kyslíkovou nálož až do nosních dírek.

„Jednou z hlavních výhod našeho pří­stroje je jednoduchost. Může ho bez ob­tíží ovládat i laik – zařízení jen připojí do elektrické sítě, zmáčkne tlačítko a čerpá generovaný kyslík, jehož množství a kon­centraci lze snadno regulovat,“ upozornil Peter.

Oxygenerátor se proto dá využívat ne­jen v domácích podmínkách, ale třeba také v domovech důchodců a jiných men­ších zařízeních, která na rozdíl od nemoc­nic nemají vybudované nákladné rozvody kapalného kyslíku. I tento přístroj přitom v případě potřeby, která může v souvis­losti s šířením nového koronaviru snadno nastat, dokáže při použití většího modulu zásobit kyslíkem více osob zároveň. Na­víc není ve srovnání s běžnými zařízeními na podporu dýchání náchylný na pachy a nečistoty.

„Dá se připojit i na poměrně znečiště­ný zdroj stlačeného vzduchu, třeba na kompresor nákladního auta, a k nemoc­nému se přesto dostane vzduch zcela nezávadný,“ popsal Pientka. Membránový oxygenerátor by se tak podle něho hodil třeba i k armádnímu využití v terénu.

Mohou tedy lidé s lehčími příznaky choroby počítat s pomocí vy­nálezu vědců z Ústavu makromolekulární chemie AV ČR?

„Technologicky jsme připraveni. Náš prototyp je ale ještě třeba řádně prozkou­šet na dobrovolnících, aby mohl projít schvalovacím procesem nutným pro na­sazení skutečným pacientům,“ řekl Jan Žitka. Získat potřebné certifi­kace může trvat zhruba rok.

Vyrábět ve velkém by už pak podle něho ne­měl být problém. A to i díky kontaktům v byznysu, které vědcům přinesla účast v hackathonu Hack the Crisis pro projek­ty, jež mohou pomoci v boji s pandemií covidu-19. Jejich oxygenerátor se v něm z více než dvou stovek zúčastněných umístil na čtvrtém místě a tým získal finanční podporu sedm set tisíc korun.