Ventil aus dem 3D-Drucker kann Leben retten

1. Juli 2020
2/2020

Winterthurer Ingenieure haben ein Atemdruck-Regelventil entwickelt, dessen Bauteile im 3D-Drucker hergestellt werden können. Das Ventil wird eingesetzt, um mehrere Patienten parallel an einem Beatmungsgerät zu versorgen.

Atemdruck-Regelventile erlauben eine individuelle Anpassung des Drucks bei der parallelen Beatmung mehrerer Personen an einem Beatmungsgerät. Sie sind in Zeiten der Corona-Pandemie besonders begehrt und deshalb Mangelware. Dominik Textor, Ingenieur an der ZHAW School of Engineering, hat die Initiative ergriffen und ein derartiges Ventil so konzipiert, dass die Bauteile dafür im 3D-Drucker hergestellt werden können. Das Ventil könnte im Notfall mit bestehenden Beatmungsgeräten eingesetzt werden, um auf diese Weise die Beatmungskapazitäten der Spitäler innert kurzer Zeit zu vervielfachen.

In nur zwei Stunden zum neuen Ventil

In Kooperation mit einer internationalen Arbeitsgruppe wird die Lösung nun weiterentwickelt, damit sie im Notfall schon bald zum Einsatz kommen kann.
«Wir bekommen Anfragen von vielen Entwicklungsteams und auch von Ärzten, da die originalen Ventile aktuell nicht mehr erhältlich sind», sagt Projektleiter Dominik Textor, wissenschaftlicher Mitarbeiter am ZHAW-Forschungsschwerpunkt Leichtbautechnik. «Dies hat zur Kollaboration mit der internationalen Arbeitsgruppe Differential Multiventilation geführt, mit der wir aktuell das Ventil testen und weiterentwickeln.» Die Gruppe besteht primär aus Ärzten und einigen Ingenieuren. Ziel ist es, eine individuelle Beatmung von mehreren Patienten an einem Beatmungsgerät sicherzustellen. «Und dafür braucht es genau solche Ventile, wie sie nicht mehr erhältlich sind», so Textor. Das Ventil könne grundsätzlich jeder mit einem 3D-Drucker innert zwei Stunden herstellen. Die Herausforderung sei gewesen, das Ventil so zu konzipieren, dass es auch auf unterschiedlichen 3D-Printern sauber funktioniert. Aktuell wird das Ventil bereits in mehreren Kliniken in den USA, in Australien und in Belgien getestet.

Persönliche Initiative – ZHAW unterstützt Projekt

«Die einfachen Ersatzteile könnten auch für Entwicklungsländer hilfreich sein»: Dominik Textor, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Forschungsschwerpunkt Leichtbautechnik.
Dominik Textor hat sein Projekt gemeinsam mit Stefan Stahl, einem befreundeten Ingenieur, auf privater Basis initiiert und die Ergebnisse öffentlich im Internet als sogenannte Open Source zugänglich gemacht. «Aufgrund der aktuellen Situation wollten wir eine einfache Beatmungslösung bereitstellen, mit der man bei akuten Engpässen im Notfall Leben retten kann», erklärt Textor. Am ZHAW-Institut für Mechanische Systeme stiess das Projekt des Mitarbeiters schnell auf weitere Unterstützer, die sich nun ebenfalls in das Projekt einbringen. «Wir adaptieren noch weitere mechanische Teile aus der Beatmungstechnik für den 3D-Druck», sagt Textor. Die Finanzierung des Forschungsprojekts ist bereits in Abklärung.