Die USA müssen mehr CPAP-Geräte herstellen

Von Matthew Putman, 1. Mai 2020

Ich möchte nicht intubiert werden.

Das war mein Hauptgedanke, als ich vor ein paar Wochen zu Hause im Bett lag, Schwierigkeiten beim Atmen hatte und zusah, wie mein Pulsoximeter anzeigte, dass mein Blutsauerstoff unter 93 % lag, obwohl er über 95 % hätte sein sollen.

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Ich war gerade positiv auf Covid-19 getestet worden und wollte dem Krankenhaus ganz oder zumindest so lange wie möglich fernbleiben. Kurzatmigkeit bedeutete, dass ich Hypoxie entwickeln konnte – zu wenig Sauerstoff in meinem Blutkreislauf –, was bedeuten würde, dass ich ins Krankenhaus müsste, was ich vermeiden wollte, weil es meine Chancen erhöhen würde, intubiert und an ein Beatmungsgerät angeschlossen zu werden.

Der Gedanke, an ein Beatmungsgerät angeschlossen zu werden, machte mir Angst, da fast 90 % der Covid-19-Patienten im Raum New York City, die an ein Beatmungsgerät angeschlossen wurden, starben.

Da ich kurzatmig und erschöpft war und ein Engegefühl in der Brust verspürte, bevor ich positiv auf Covid-19 getestet wurde, schickte mir mein Vater ein kontinuierliches Überdruckgerät, auch CPAP genannt, um mir beim Atmen zu helfen. Dieses Gerät wird häufig zur Behandlung von obstruktiver Schlafapnoe eingesetzt.

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Für die Verwendung von CPAP ist das Tragen einer Maske erforderlich, die Nase und Mund bedeckt. Es ist mit einem Gebläse verbunden, das Luft durch einen Schlauch in die Maske drückt. Die Computerlogik im Gebläse sendet Luftstöße in die Maske, die auf die Atemmuster des Benutzers abgestimmt sind. Der zusätzliche Luftdruck in der Maske hält die Atemwege offen und ermöglicht dem Benutzer das Atmen. Darin unterscheidet es sich von einem Beatmungsgerät, das für Sie atmet.

Ich setzte die Maske auf, schaltete das Gerät ein und beobachtete, wie mein Blutsauerstoffgehalt auf ein erträgliches Niveau anstieg und dabei half, ihn in den nächsten Tagen auf diesem Niveau zu halten. Ich konnte jeden Tag mit der zeitweiligen Nutzung des CPAP-Geräts arbeiten und war innerhalb einer Woche wieder auf den Beinen.

Ich bin nicht der Einzige, der glaubt, dass CPAP-Geräte bei der Bekämpfung von Covid-19 eine Rolle spielen können. Notärzte, mit denen ich direkt gesprochen habe, und andere, die ich in den Nachrichten gesehen habe, wie Colleen Smith vom Elmhurst Hospital in Queens, NY, sagen, dass bei einigen Patienten CPAP-Geräte anstelle von Beatmungsgeräten verwendet werden können, die die gesamte Atmung übernehmen die benötigte Unterstützung und die Bereitstellung knapper Beatmungsgeräte für erkrankte Menschen. Für andere könnten sie als Brücke vor dem Übergang zu einem Beatmungsgerät dienen. Für Patienten, die nicht beatmet werden, könnten CPAP-Geräte zunächst dabei helfen, ihre Atmung zu regulieren.

Ein Nachteil bei der Verwendung von CPAP-Geräten oder ihren Cousins, BiPAP-Geräten (Bilevel Positive Airway Pressure), zu Hause oder im Krankenhaus sind die Kosten dieser Geräte. ResMed, der führende Hersteller von CPAP- und BiPAP-Geräten, verlangt dafür etwa 1.500 US-Dollar. Das ist zwar weniger als die Kosten für ein Beatmungsgerät, aber für den Einzelnen ist es zu viel, geschweige denn für medizinische Systeme in einer Krise.

Mein Vater, ein Erfinder und begeisterter Tüftler, sagte Wochen bevor er mir eines schickte, den Wert von CPAP bei der Behandlung von Patienten mit Covid-19 voraus. Nach einigem Experimentieren entwickelte er den folgenden Prototyp, der für etwa 200 US-Dollar pro Stück gebaut werden konnte.

Als wir jedoch mit der Beschaffung der grundlegendsten für die Produktion benötigten Teile begannen, stellten wir fest, dass aufgrund der Auslagerung derzeit keine der Komponenten in den USA hergestellt wurde, einschließlich grundlegender Artikel wie Schläuche, Masken und Gebläse. Die Auslagerung nach China hatte dazu geführt, dass China nach Vietnam auslagerte und so weiter. Trotz des Mantras des Freihandels, dass Outsourcing in Niedriglohnländer zu günstigeren Produkten führt, kommt es zu einem anhaltenden Rückgang der Verfügbarkeit und der Kosten von fast allem, was die Amerikaner zur Herstellung unserer eigenen Produkte benötigen.

Dies war nicht immer der Fall. Als ich in Cuyahoga Falls, Ohio, aufwuchs, arbeitete mein Vater für ein Unternehmen namens Polymerics, das er Anfang 20 gründete und für das er PolyGel erfand, eine häufige Komponente in Gummimischungen. Polymerics verkaufte an US-Unternehmen verschiedene Arten von Gummi und Kunststoff, die für den Bau von Scheibenwischern, medizinischen Geräten und Motorlagern benötigt wurden. Obwohl das Unternehmen immer noch existiert und immer noch in Familienbesitz ist, ist die Lieferkette, von der es abhängt, so viel komplexer geworden, dass wir heute keinen einzigen in den USA hergestellten Kunststoff finden, den wir für den Bau eines kostengünstigen CPAP-Geräts verwenden könnten.

Dieser Mangel betrifft die CPAP-Maske und das Gebläse. Bei der Maske handelt es sich um gewöhnliches Spritzgießen mit additiver Fertigung (3D-Druck) oder handwerklicher Bearbeitung. Das Gebläse ist das Herzstück des CPAP. Es bläst sich auf und entleert sich, während der Patient ein- und ausatmet. Seine Teile ähneln einem Computerlüfter und diese Teile sollten im amerikanischen Arsenal zur Bekämpfung von Krankheitserregern vorhanden sein. Dennoch werden sie fast ausschließlich in China hergestellt.

Das Ergebnis ist, dass viele Einzelpersonen und Krankenhäuser, die Alternativen zu hochinvasiven und potenziell schädlichen Beatmungsgeräten benötigen, mit einer Lieferkette konfrontiert sind, die es unmöglich macht, diese in dieser Zeit der Not schnell herzustellen.

Was ist die Ursache dieser Lieferkettenkrise? Es könnte an unserer Selbstgefälligkeit liegen, an unnötiger Komplexität oder an der Erschöpfung unserer größten natürlichen Ressource – unseres Fachwissens. Die Unfähigkeit, Teile für die Herstellung der von uns benötigten Produkte zeitnah zu erhalten, ist branchenübergreifend zu spüren, am relevantesten ist dies jedoch derzeit für die Medizinbranche.

Mein Aufruf zum Handeln besteht nicht darin, den Versand von Teilen zu beschleunigen, die für den Bau medizinischer Geräte wie CPAP-Geräte aus China, Vietnam und darüber hinaus benötigt werden. Es geht darum, in den USA Unternehmen zu schaffen, die in der Lage sind, schnell und einfach die Teile zu bauen, die wir zur Verbesserung der Gesundheit der Amerikaner benötigen.

Matthew Putman, Ph.D., ist Mitbegründer und CEO von Nanotronics, einem Wissenschaftstechnologieunternehmen, das KI-Plattformen und fortschrittliche Inspektionswerkzeuge für die Fertigung entwickelt.

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