Architetti, ingegneri e medici sviluppano COVID-19 Cappuccio per l'isolamento dei pazienti

In una collaborazione senza precedenti, un gruppo di medici del Massachusetts General Hospital (MGH) e del Brigham and Women's Hospital di Boston sta lavorando con circa 100 architetti e ingegneri provenienti da tutti gli Stati Uniti per sviluppare una cappa di isolamento del paziente (PIH) destinata a contenere il coronavirus in ambienti clinici e a proteggere gli operatori sanitari.

Guidato dal Dr. Samuel Smith, anestesista al MGH e istruttore alla Harvard Medical School, dall'architetto Eric Höweler, co-partner della Höweler + Yoon di Boston, e docente alla Graduate School of Design (GSD) di Harvard, lo sviluppo del PIH è emerso dopo che i due ospedali hanno creato un Centro per l'innovazione COVID, che sta mobilitando esperti di diverse discipline per la ricerca di vaccini per il virus e per la produzione di dispositivi di protezione.

Höweler, co-direttore dello sforzo insieme a Nathan Phipps, designer industriale e ricercatore del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering di Harvard, ha consegnato diversi prototipi di PIH a MGH il 13 aprile; entro venerdì 17 aprile, si prevede di avere tra il 20 e il 30 pronti per un "test run" nel reparto di terapia intensiva e altrove nell'ospedale. I cappucci stanno arrivando in anticipo rispetto al previsto picco dell'ondata di virus nel Massachusetts, previsto per la fine di aprile. A partire da lunedì, i funzionari della sanità pubblica dello Stato hanno confermato 26.867 casi di COVID-19 e 844 decessi. Smith dice che ci sono attualmente 300 pazienti con il virus MGH.

"Il briefing del progetto e i requisiti non sono poi così diversi da qualsiasi progetto architettonico, indipendentemente dalla scala", afferma Zach Seibold, architetto di Boston e membro del team specializzato in materiali e tecniche di fabbricazione emergenti ad Harvard. "Siamo in grado di utilizzare gli stessi strumenti di fabbricazione per i prototipi di cappe come per i prototipi concettuali della GSD. Il flusso di lavoro e la conoscenza di come interagire con queste macchine è notevolmente simile"

Sfruttando le idee di architetti con sede in Ohio, California, New Mexico e oltre, Höweler ha lavorato con Seibold, Phipps, Chris Hansen (uno specialista di fabbricazione digitale presso il Fabrication Laboratory della GSD), Saurabh Mhatre (un collaboratore di ricerca del Material Processes and Systems Group della GSD) e altri docenti per la fornitura di due tipi di cappe.

Uno è fatto da un unico foglio di pellicola plastica tagliato su una macchina CNC Zund e piegato come un origami a forma di cappuccio; l'altro utilizza un telaio rigido regolabile che si inclina a sbalzo sul volto del paziente ed è dotato di plastica trasparente. Entrambi sono leggeri, intuitivi da usare per i medici, in grado di adattarsi a letti o materassi di qualsiasi dimensione e facilmente rimovibili se un medico deve accedere a un paziente in caso di emergenza. A parte il telaio riutilizzabile sul prototipo a sbalzo, i cappucci sono monouso per affrontare i problemi di controllo delle infezioni.

Entrambe le versioni funzionano in modo simile: coprono la testa e il torso del paziente mentre i medici inseriscono un tubo di respirazione nella bocca e nelle vie respiratorie e poi attaccano un respiratore per erogare ossigeno - una procedura comune per i pazienti COVID-19, molti dei quali hanno la tosse e faticano a respirare. Il cappuccio ha due fori per consentire ai medici di inserire le braccia e accedere al paziente, oltre a un'apertura per il tubo di respirazione. La pressione negativa si crea all'interno del cappuccio aspirando e allontanando dal medico qualsiasi particella aerosolizzata che potrebbe contenere il virus, e poi aspirando ossigeno fresco. Un drappo chiude la fessura tra il cappuccio e il resto del corpo del paziente e viene nascosto sotto di essi.

I cappucci sono stati perfezionati nel corso delle ultime due settimane, mentre i lontani designer si sono scambiati idee avanti e indietro, pro bono, su un canale Slack in rapida evoluzione chiamato "Full Body Protection MGB". "È stato davvero uno sforzo di base", dice Höweler. L'architetto ha agito come responsabile de facto del processo e critico del design, lavorando con il produttore locale Polyfab, che sta donando il suo tempo e le sue forniture. "Alla fine usciremo da questa pandemia e speriamo che questo possa essere utile anche in seguito", dice Seibold.

Mentre alcuni team di progettazione hanno realizzato delle scatole di plastica trasparenti e rigide da usare per i medici durante l'intubazione dei pazienti affetti da coronavirus, Smith e i progettisti dicono che sono profondamente imperfetti; ha persino respinto le consegne a MGH. Secondo il medico, sono restrittive per i fornitori di assistenza e pesano circa 25 libbre, rendendole pericolosamente pesanti in situazioni di emergenza. Altre versioni fai-da-te, come quelle realizzate con telai di tubi in PVC e pellicole di plastica semitrasparenti, sono goffe e non si adattano a tutti i letti. "Se non funziona bene, sia dal punto di vista ergonomico che pratico, non sarà utile ai medici", dice. Smith ha anche in programma di studiare se il PIH può aiutare a prevenire la necessità di respiratori - che sono a corto di ossigeno - semplicemente coprendo il paziente e fornendo una cannula nasale ad alto flusso e molto ossigeno.

Il design del PIH è open source. "Vogliamo che la gente sia in grado di produrre questo il più velocemente possibile. A questo punto non ci si preoccupa della proprietà intellettuale", dice il Dr. Smith. Aggiunge che lo sviluppo della cappa non sarebbe mai avvenuto senza una vera collaborazione tra architetti e professionisti del settore medico, e che il risultato è un prodotto che dovrebbe rendere l'ambiente clinico più sicuro per tutti, e quindi ridurre lo stress. "Ci sarebbero voluti sei mesi di consulenza, e poi probabilmente non sarebbe stato giusto", dice. "Gli architetti devono essere più coinvolti nell'innovazione sanitaria e i miei colleghi devono capire che il design è importante"