الفريق البحثي بجامعة زويل يكشف: تنفيذ أجهزة تنفس صناعي وأقنعة قابلة لإعادة الاستخدام (حوار)

من أجل خروج مشروع تصميم أجهزة التنفس الصناعي الذي تعكف عليه مدينة زويل إلى النور، يتوقع الدكتور عمرو حلمي، أستاذ مساعد النانو تكنولوجي بمدينة زويل والمشرف على الفريق البحثي الذي قام بتصميم أجهزة التنفس الصناعي، أن تكون تكلفة هذا الجهاز الواحد في حدود 1% من ثمن الأجهزة المتوفرة، ويتم تنفيذ هذا المشروع بالتعاون مع جامعة إلينوي في أوربانا شامبين بالولايات المتحدة، ومجموعة "العربي"، ويتوقع الفريق البحثي أن يكون قادرًا على إنتاج 10 نماذج في 7 أبريل 2020.. ولذا كان لنا معه هذا الحوار:
- بدايةً، ما الإجراءات التى ستتم على أرض الواقع؛ من أجل خروج مشروع تصميم أجهزة التنفس الصناعي إلى النور؟
غدًا سوف نستقبل مجموعة من ممثلي الشركات والمصانع؛ أهمها شركة الصناعات المعدنية التي أعلنت عن رغبتها في تنفيذ المشروع، وسوف نجري حوارًا حتى نرى ما الذي نحتاج إلى تنفيذه بشكل عاجل، وما الإمكانات المتاحة لدى المصانع لتنفيذ هذه المشروعات.
- ماذا عن إعلان مؤسسة "العربي" تبنيها المشروع؟
مؤسسة "العربي" دائمًا تدعم المدينة في أنشطة كثيرة، وبمجرد إبلاغها من أساتذة المدينة بالمشروع عرضت كل إمكاناتها ومصانعها؛ من أجل تنفيذ هذا المشروع، مع العلم أنها تمتلك 17 مصنعًا ولم يتم تحديد المصنع الذي يمكن أن يقوم بالتصنيع حتى الآن.
- هل هناك خطوات أخرى قبل تنفيذ تصنيع تلك الأجهزة؟
بالطبع هناط خطوة مهمة جدًّا، وتتعلق بمطابقة تلك الأجهزة للمواصفات العالمية، والتي تستغرق فى الطبيعي 45 يومًا. ونحن الآن في اتصالات دائمة بوزارة الصحة؛ من أجل بحث تخفيض تلك المدة، وما الذي يمكن التغاضي عنه من الاختبارات التي تجرى في أثناء مطابقة الجهاز؛ لأن ما نمر به في المرحلة الحالية يطلق عليه طب الأزمات، ووَفقًا له يمكن التغاضي عن بعض الأمور الخاصة في معايرة الجهاز بما لا يؤثر على جودته وكفاءته، وهذه الاختبارات تتم وَفقًا لبروتوكولات دولية تقوم وزارة الصحة بتنفيذها؛ لأنه ليس من المنطقي أن نسمح بحدوث مشكلة لمريض بسبب عدم تجربة الجهاز بشكل جيد.
- ما مواصفات النماذج التي تم الإعلان عنها؟
تم الإعلان عن ثلاثة نماذج تنفس صناعي؛ الأول تم تصميمه ليعمل في مرحلة ما قبل العناية المركزة، التي عادة ما يستخدم فيها إخصائي طبي بالون تنفس صناعي يدويًّا؛ حيث يعمل الجهاز آليًّا، ما يوفر وقت الإخصائي الطبي لعمل إسعافات حرجة أخرى، بينما يظل المريض على هذا الجهاز لحين نقله إلى العناية المركزة. وتظهر فاعلية الجهاز في حالة وجود فترات انتظار طويلة لدخول العناية المركزة، ومن ثَمَّ يوفر مساعدة على التنفس في هذه الأوقات؛ للتخفيف من حدة المعاناة البدنية والنفسية، والضغط على الفرق الطبية .
أما النموذج الثاني فهو جهاز تنفس صناعي لمواجهة زيادة أعداد المصابين بالاتهاب الرئوي وأمراض الجهاز التنفسي القاتلة بشكل كبير، والتي تسببت فيها جائحة كورونا في الوقت الذي تعاني فيه السوق المصرية عدم وجود كمية كافية، ويتميز هذا التصميم بتكلفة منخفضة نحو 10 آلاف جنيه مصري، بالاضافة إلى أن مكوناته متاحة بالسوق المصرية ويتم تجميعه بسهولة، ويتميز بإمكانية التطوير المستمر لإضافة أنظمة إنذار وميكنة ردود الأفعال وتحسين واجهة التعامل البشرية، وتم تجميع أول نسخة واختبار التشغيل الأولي، وجار معايرة الحساسات.
بينما النموذج الثالث، يعكف فريق بحثي في المدينة على تطوير جهاز تنفس صناعي يمكن استخدامه لمرضى الالتهاب الرئوي الذين لم يصلوا إلى حالة حرجة، وبالتالي لا يحتاجون إلى أجهزة العناية المركزة باهظة التكلفة.
وللعلم فإن مثل هذه الأجهزة غير متوفرة في مصر؛ حيث يستخدم لجميع الحالات الأجهزة التي تتعدى تكلفتها مئات الآلاف من الجنيهات، بينما يتوقع أن تكون تكلفة هذا الجهاز في حدود 1% من ثمن الأجهزة المتوفرة ويتم تنفيذ هذا المشروع بالتعاون مع جامعة إلينوي في أوربانا شامبين بالولايات المتحدة، ومجموعة "العربي"، ويتوقع الفريق البحثي أن يكون قادرًا على إنتاج 10 نماذج في 7 أبريل 2020.
وتربطنا علاقة جيدة بجامعة إلينوي؛ حيث يعمل بها عدد كبير من الأساتذة المصريين، وحاليًّا موجودون في مدينة زويل، وتم الاتفاق مع الجامعة لأخذ التصميم والاستفادة منه؛ لأن هذا التصميم أجروا له معايرة ومطابقة عالمية، وبالتالي فتنفيذه سيكون أسرع من الموديلين السابقين، لأنهم بدؤوا في العمل عليه قبل المدينة بأكثر من أسبوعَين، ونحن أكملنا على ما قاموا به وبدأنا من حيث انتهوا.
ماذا عن المشروعات البحثية الأخرى التى أعلنتم عنها بخلاف أجهزة التنفس؟
نظرًا لسهولة انتشار فيروس كورونا من خلال الهواء الناقل لرذاذ المريض الحامل للفيروس، فإنه من الضروري توفير أقنعة تحمي جميع العاملين في المجال الطبي من احتمالية الإصابة بالفيروس؛ خصوصًا أن معظم الأقنعة الموجودة ذات استخدام لمرة واحدة فقط، لذا قرر الباحثون في مدينة زويل تصميم قناع تنفس مزود بصمام زفير قابل لإعادة الاستخدام، ومصنوع من مطاط السيليكون الطبي والمعالج بمواد تمنع نشاط الفيروسات، ويمكن تعقيمه، ويحتوي على فلاتر قابلة للتغيير والمعالجة بطريقة قادرة على وقف نشاط تلك الفيروسات، ومدينة زويل الآن بصدد توفير التمويل اللازم لدعم هذا المشروع والحصول على إنتاج كمي خلال شهر.
- أعلنتم أيضًا نظام ذكاء اصطناعي للتعرف على حالات "كورونا"، فما تفاصيله؟
من المشكلات التي تواجه القطاع الطبي في مصر، وكثير من البلاد النامية عدم وجود طريقة رخيصة وسريعة للتعرف على إصابات "كوفيد-19"، كما أن اختبار ال"بي سي آر" له نسبة خطأ كبيرة ويحتاج إلى فنيين مدربين لتقليل الأخطاء الناتجة في أثناء أخذ العينة، بجانب التشغيل الخاطئ لأجهزة الكشف والكيماويات، ويهدف هذا المشروع إلى تقنين نظام يعمل بالذكاء الاصطناعي والتعليم العميق للتعرف على حالات الكورونا. وجمع الفريق البحثي عديدًا من صور الأشعة السينية وعمل نظامًا أوليًّا للتعرف على حالات "كورونا" بدقة جيدة، وتقدمت المدينة بمقترح بحثي إلى أكاديمية البحث العلمي لتطوير هذا النظام بتدريبه على قاعدة كبيرة من صور الأشعة السينية الموجودة في قواعد البيانات المعتمدة وصور من الحالات المصرية، وبعد تقييم النظام سيتم توفيره مجانًا للقطاع الطبي في مصر من خلال مركز البحوث في مدينة زويل، ونخطط بعد اعتماد النظام عالميًّا، وإضافة قدرات تشخيصية تحليلية متميزة لتسويقه عالميًّا؛ ليسهم في إحداث طفرة في الاقتصاد المعرفي في مصر، ومن المتوقع أن يكون هذا النظام مكتملًا في خلال بضعة أشهر.
- ماذا عن أسعار أجهزة التنفس الصناعي بعد تصنيعها وطرحها فى الأسواق؟
ما نفذناه من موديلات سيقل ثمنه عن النموذج الذي قُمنا بتصنيعه فعليًّا بالمدينة بنسبة تتراوح من 25% إلى 30%؛ لأن أسعار التكلفة تقل كلما زادت كمية المنتج الواحد، فالموديل الأول على سبيل المثال ستكون تكلفته 2700 جنيه بدلًا من ثلاثة آلاف جنيه، والموديل الثاني ستكون تكلفته نحو 7 آلاف جنيه بدلًا من 10 آلاف جنيه، ولكن في النهاية القرار سيكون للمصنع أو الجهة التي ستتولى الإنتاج.
- هل تم التواصل مع جهات أخرى من أجل التصنيع؟
بالفعل تواصلنا أيضًا مع وزارة الإنتاج الحربي والهيئة العربية للتصنيع؛ لأننا نعلم جيدًا قدرة مصانعهما، حيث تم التعامل في مشروعات سابقة معهما قبل ذلك،
ولكننا لم نجر أية تجارب إكلينيكية؛ لأن المنوط بإجراء هذه التجارب هو وزارة الصحة، وهذا الإجراء نبحثه الآن من أجل تسريعه مع وزارة الصحة.
- ما المدة الزمنية التي يستغرقها تنفيذ هذه الأجهزة؟
حاليًّا، نقوم بتجهيز النسخة الخاصة بالتصنيع، والتي ستكون جاهزة يوم الإثنين المقبل.
- هل استفدتم من إتاحة الشركات العالمية المصنعة لأجهزة التنفس الصناعي بالتصميمات التي أتاحتها بشكل مجاني على مواقعها الإلكترونية؟
نعم، استفدنا بالطبع من عرض هذه التصميمات، وهناك تفاصيل تقنية في هذه التصميمات قدرنا نستفيد منها في عمل تصميمات أبسط وأقل تعقيدًا لخدمة الأغراض التي نحتاج إليها في هذه المرحلة، وبالتالي ساعدتنا في استهداف احتياجاتنا الحالية من أجهزة التنفس الصناعي؛ لأن هذا هو المطلوب في طب الأزمات.
- ما هي الإجراءات التى ستتم على ارض الواقع من اجل خروج المشروع الى النور؟
الأحد القادم سوف نستقبل مجموعة من ممثلي الشركات والمصانع أهمهم شركة الصناعات المعدنية التى أعلنت عن رغبتها فى تنفيذ المشروع، وسوف نجري حوارا حتى نري ما الذى نحتاج تنفيذه بشكل عاجل وماهى الامكانيات المتاحة لدى المصانع لتنفيذ هذه المشروعات
- وماذا عن إعلان مؤسسسة العربى عن تبنيها للمشروع ؟
مؤسسة العربي دائما تدعم المدينة فى أنشطة كثيرة وبمجرد إبلاغها من أساتذة المدينة بالمشروع عرضت كافة امكانياتها ومصانعها من اجل تنفيذ هذا المشروع مع العلم أنها تمتلك 17 مصنع ولم يتم تحديد المصنع الذى يمكن أن يقوم بالتصنيع حتى الأن
- هل هناك خطوات أخري قبل تنفيذ تصنيع تلك الأجهزة ؟
بالطبع هناط خطوة هامة جدا وهي تتعلق بمطابقة تلك الأجهزة بالمواصفات العالمية والتى تستغرق فى الطبيعي 45 يوما ، ونحن الأن فى اتصالات دائمة بوزارة الصحة من اجل بحث تخفيض تلك المدة وما الذى يمكن التغاضي عنه من الاختبارات التى تجرى أثناء مطابقة الجهاز ،لأن ما نمر به فى المرحلة الحالية يطلق عليه طب الأزمات ، ووفقا له يمكن التغاضي عن بعض الأمور الخاصة فى معايرة الجهاز بما لا يؤثر على جودته وكفاءته ، وهذه الاختبارات تتم وفقا لبروتوكولات دولية تقوم وزارة الصحة بتنفيذها لأنه ليس من المنطقي أن نسمح بحدوث مشكلة لمريض بسبب عدم تجربة الجهاز بشكل جيد
- وما هى مواصفات النماذج التى تم الإعلان عنها ؟
تم الإعلان عن ثلاثة نماذج ، الأول تم تصميمه ليعمل في مرحلة ما قبل العناية المركزة، التي عادة ما يستخدم فيها أخصائي طبي بالون تنفس صناعي يدوي، حيث يعمل الجهاز آليًا، ما يوفر وقت الأخصائي الطبي لعمل إسعافات حرجة أخرى، بينما يظل المريض على هذا الجهاز لحين نقله إلى العناية المركزة.وتظهر فاعلية الجهاز في حالة وجود فترات انتظار طويلة لدخول العناية المركزة، ومن ثم يوفر مساعدة على التنفس في هذه الأوقات، للتخفيف من حدة المعاناة البدنية والنفسية، والضغط على الفرق الطبية .
أما النموذج الثاني فهو جهاز تنفس صناعي وذلك لمواجهة زيادة اعداد المصابين بالاتهاب الرئوي وأمراض الجهاز التنفسي القاتلة بشكل كبير والتي تسببت فيها جائحة كورونا فى الوقت الذى تعاني فيه السوق المصرية من عدم وجود كمية كافية ، ويتميز هذا التصميم بتكلفة منخفضة حوالي 10 آلاف جنيه مصري، بالاضافة الى ان مكوناتها متاحة بالسوق المصرية ويتم تجميعها بسهولة ، ويتميز بإمكانية التطوير المستمر لإضافة أنظمة انذار وميكنة ردود الأفعال وتحسين واجهة التعامل البشرية،وتم تجميع أول نسخة واختبار التشغيل الأولي وجاري معايرالحساسات
وبالنسبة للنموذج الثالث فيعكف فريق بحثي في المدينة على تطوير جهاز تنفس صناعي يمكن استخدامه لمرضى الالتهاب الرئوي الذين لم يصلوا إلى حالة حرجة، وبالتالي لا يحتاجون إلى أجهزة العناية المركزة باهظة التكلفة.
وللعلم فأن مثل هذه الأجهزة غير متوفرة بمصر حيث يستخدم لجميع الحالات الأجهزة التي تتعدي تكلفتها مئات الآلاف من الجنيهات بينما يتوقع أن تكون تكلفة هذا الجهاز في حدود 1% من ثمن الأجهزة المتوفرةويتم تنفيذ هذا المشروع بالتعاون مع جامعة إلينوي في أوربانا شامبين بالولايات المتحدة، ومجموعة العربي، ويتوقع الفريق البحثي أن يكون قادرًا على إنتاج 10 نماذج في 7 أبريل 2020
وتربطنا علاقة جيدة بجامعة إلينوي حيث يعمل بها عدد كبير من الأساتذة المصريين وحاليا متواجدين فى مدينة زويل ، وتم الإتفاق مع الجامعة لأخذ التصميم والاستفادة منه لأن هذا التصميم أجروا له معاييرة ومطابقة عالمية وبالتالي فتنفيذه سيكون أسرع من الموديلين السابقين ، لأنهم بدأو في العمل عليه قبل المدين بأكثر من أسوعين ونحن أكملنا علي ما قاموا به وبدأنا من حيث انتهوا.
- وماذا عن المشروعات البحثية الأخرى التى أعلنتم عنها بخلاف أجهزة التنفس ؟
نظرًا لسهولة انتشار فيروس كورونا من خلال الهواء الناقل لرذاذ المريض الحامل للفيروس، فإنه من الضروري توفير أقنعة تحمي جميع العاملين في المجال الطبي، من احتمالية الإصابة بالفيروس خاصة أن معظم الأقنعة الموجودة ذات استخدام لمرة واحدة فقط، لذا قرر الباحثون في مدينة زويل، تصميم قناع تنفس مزود بصمام زفير قابل لإعادةالاستخدام ،ومصنوع من مطاط السيليكون الطبي والمعالج بمواد تمنع نشاط الفيروسات ويمكن تعقيمه ،ويحتوي على فلاتر قابلة للتغيير والمعالجة بطريقة قادرة على وقف نشاط تلك الفيروسات،ومدينة زويل الآن بصدد توفير التمويل اللازم لدعم هذا المشروع والحصول علي إنتاج كمي في خلال شهر
- أعلنتم أيضا عن نظام ذكاء اصطناعي للتعرف على حالات الكورونا..فما هى تفاصيله ؟
من المشكلات التي تواجه القطاع الطبي في مصر، وكثير من البلاد النامية عدم وجود طريقة رخيصة وسريعة للتعرف على إصابات كوفيد 19 ، كما ان اختبار البى سى أر له نسبة خطأ كبيرة ويحتاج الى فنيين مدربين لتقليل الأخطاء الناتجة أثناء أخذ العينة ، بجانب التشغيل الخاطئ لأجهزة الكشف والكيماويات، ويهدف هذا المشروع لتقدين نظام يعمل بالذكاء الاصطناعي والتعليم العميق للتعرف على حالت الكوورونا ، وجمع الفريق البحثي العديد من صور الآشعة السينية وعمل نظام أولي للتعرف على حالات الكورونا بدقة جيدة، وتقدمت المدينة بمقترح بحثي لأكاديمية البحث العلمي لتطوير هذا النظام بتدريبه على قاعدة كبيرة من صور الآشعة السينية الموجودة في قواعد البيانات المعتمدة وصور من الحالات المصرية،و بعد تقييم النظام سيتم توفيره مجانًا للقطاع الطبي في مصر من خلال مركز البحوث في مدينة زويل،ونخطط بعد اعتماد النظام عالميًا وإضافة قدرات تشخيصية تحليلية متميزة لتسويقه عالميًا ليساهم في إحداث طفرة في الاقتصاد المعرفي في مصرومن المتوقع أن يكون هذا النظام مكتمل في خلال بضعة أشهر
- وماذا عن أسعار أجهزة التنفس الصناعي بعد تصنيعها وطرحها فى الأسواق ؟
ما نفذناه من موديلات سيقل ثمنه عن النموزج الذى قمنا بتصنيعه فعليا بالمدينة بنسبة تتراوح من 25 إلى 30% لأن أسعار التكلفة تقل كلما زادت كمية المنتج الواحد ، فالموديل الأول على سبيل المثال ستكون تكلفته 2700 بدلا من ثلاثة ألاف والموديل الثاني ستكون تكلفته حوالي 7 ألاف جنيه بدلا من 10 ألاف ، وكن فى النهاية القرار سيكون للمصنع أو الجهة التى ستتولي الإنتاج.
هل تم التواصل مع جهات أخرى من أجل التصنيع ؟
بالفعل تواصلنا أيضا مع وزارة الإنتاج الحربي والهيئة العربية للتصنيع لأننا نعلم جيدا قدرة مصانعهم حيث تم التعامل في مشاريع سابقة معهم قبل ذلك، ولكننا لم نجر اى تجارب اكلينيكية لأن المنوط بإجراء هذه التجارب وزارة الصحة وهذا الإجراء نبحثه الأن من أجل تسريعه مع وزارة الصحة
- ما المدة الزمنية التى يستغرقها تنفيذ هذه الأجهزة ؟
حاليا نقوم بتجهيز النسخة الخاصة بالتصنيع والتى ستكون جاهزة يوم الأثنين القادم
- هل استفدتم من اتاحة الشركات العالمية المصنعة لأجهزة التنفس الصناعي بالتصميمات التى اتاحتها بشكل مجاني على مواقعها الالكترونية؟
نعم استفدنا بالطبع من عرض هذه التصميمات،وهناك تفاصيل تقنية في هذه التصميمات قدرنا نستفيد منها فى عمل تصميمات أبسط وأقل تعقيدا لخدمة الأغراض التى نحتاجها فى هذه المرحلة، وبالتالي ساعدتنا فى استهداف احتياجاتنا الحالية من أجهزة التنفس الصناعي لأن هذا هو المطلوب فى طب الأزمات.