冠状病毒:梅赛德斯F1和学者如何快速开发救命呼吸辅助设备
随着冠状病毒大流行蔓延到世界上几乎每个国家，需要呼吸支持的医院患者数量正变得前所未有。对于制造商来说，快速制造大量额外的呼吸机并不容易，因此提供这种支持的必要设备的供需可能不平衡。
为了缓解这个问题，来自伦敦大学学院(我工作的大学)和一级方程式发动机制造商梅赛德斯- amg HPP的工程师团队一直在全力以赴地生产大量的持续气道正压(CPAP)设备。这种机器，类似于那些常用的治疗睡眠呼吸暂停它可以为有严重呼吸问题的患者提供支持，为病情最严重的患者腾出呼吸机。
和所有与冠状病毒有关的事情一样，速度是至关重要的。该团队在不到10天的时间里完成了从逆向工程原始产品到生产新设计、通过测试和监管部门批准再到全面生产的任务。
在一个月内，梅赛德斯已经交付了1万辆汽车，以满足英国政府的目标，梅赛德斯将其位于北安普顿布里克斯沃斯的整个工厂改造为每天生产1000辆。这些设计和制造说明现已免费发布给世界各地的政府、制造商、学者和卫生专家。在一周内，来自25个国家的1300多个团队分享了这些数据。
这个项目的惊人速度是由伦敦大学学院医疗保健工程研究所的学术、工业和临床合作组成的。团队很快被动员起来，专注于一个明确定义的、未满足的和紧迫的需求。
项目开始于蒂姆贝克他联系了长期合作的梅赛德斯AMG HPP公司的安迪·考威尔和本·霍奇金森。3月18日，他们在伦敦市中心为伦敦大学学院机械工程专业学生开设的机械空间(MechSpace)见面。
贝克向奔驰的工程师们展示了一台传统的CPAP流量发生器英国央行行长默文•歌手伦敦大学学院医院(UCL Hospitals)的重症监护医学教授，他给出了一个简单的指示:“我们需要更多这样的药物。”意大利和中国的医生联系了辛格，分享了他们将CPAP作为管理冠状病毒患者的重要辅助手段的经验。
持续的压力
与机械通气不同，CPAP不需要将管子插入患者的气管。相反,持续气压(比正常大气压略高)通过口罩保持气道畅通，为患者提供富氧空气。这就减少了他们在不需要注射镇静剂的情况下呼吸所需要做的工作。
CPAP流量发生器的工作原理是利用一种被称为文丘里效应．高流量的氧气射流将室内空气吸入周围，从而产生高输出流量的富氧空气。机械阀门允许你调整压力和氧气浓度。
这种设计的美妙之处在于它没有活动部件。这意味着该团队可以通过对每个维度进行细致的测量，并将其转化为3d计算机模型和制造图纸，从而对该设备进行逆向工程。
在接下来的两天里，MechSpace成为了该项目的维修区，梅赛德斯团队的工程师们利用从F1行业获得的专业知识快速跟踪设计和原型制造。他们利用了三名前伦敦大学学院学生的技能，他们是杰米·罗宾逊、亚历克斯·布雷克斯利和伊斯梅尔·艾哈迈德。特别是，他们使用罗宾逊在学位期间开发的商业软件(Mashoom)来管理和存储将支撑生产过程的计算机设计。
梅赛德斯车队的赛车精神以惊人的速度推动了这一过程。霍奇金森向他提出了一个24小时的挑战，从他走进MechSpace的大门到在布里克斯沃斯的商业生产线上为原型切割材料。这个团队没有达到这个目标——但只差了两个小时。
由于该团队夜以继日地工作，其中一人被派去储备必需品，包括洗漱用品和换洗的衣服。的t恤从最近的商店获得的一件t恤logo无意间提供了一件队服，并被征用作为CPAP系统的名称，UCL-Ventura。
监管机构的批准
医疗设备的监管审批是一个漫长的过程，通常需要数年时间，但该团队故意专注于对一种非专利设备进行逆向工程，该设备名为WhisperFlow，已在NHS中使用了数十年。这使得该设备能够迅速获得英国药品和保健产品监管机构(MHRA)的批准使用。
由丽贝卡·希普利教授领导的伦敦大学学院医疗工程研究所已经建立的合作伙伴关系对这个项目的速度也至关重要。
该团队与许多行业合作伙伴密切合作，检查供应情况，并安排氧气传感器和面罩等其他关键监管组件的供应。Mark I设计于3月27日在UCL医院和姐妹医院的患者中进行了临床试验，4天后确认了政府订单。
包括汤姆·皮奇、汤姆·拉什顿、彼得·韦斯顿和詹姆斯·韦弗在内的伦敦大学学院的机械工程师们继续在MechSpace工作，睡在隔壁的酒店里。该设备的Mark II版本现已获得批准，可显著降低系统的氧气需求。这一设计现在已用于全球应对COVID-19。
通过合作、创新和翻译，这个跨学科团队能够足够快地开展工作，将这一重要的医疗保健技术提供给对抗这种疾病的前线。
