Po maskách z ČVUT přichází robot: Urychlí testování

Nestíháte číst? Poslechněte si audioverzi rozhovoru.

Nejdřív to byla ochranná maska z PET lahve, potom respirátor z 3D tiskárny a nejnověji celoobličejová maska pro zdravotníky. Jaký další vynález ČVUT chystá? Odpovídal Vojtěch Petráček, jaderný fyzik, rektor ČVUT.

Snaží se ČVUT napravit to, v čem stát selhal? Ani měsíce poté, co se koronavirus objevil v Číně, nemáme dost ochranných pomůcek ani pro klíčové lidi ve zdravotnictví.

My se snažíme maximálně pomoci, jak jen můžeme. Celá univerzita se pokusila zmobilizovat všechny síly, které by mohly vést k tomu, abychom koronavirus různými cestami potlačili nebo porazili. Takže se opravdu snažíme ať už vývojem respirátorů, ať už vývojem či produkcí těch obličejových masek, nebo vývojem a startující výrobou plicních ventilátorů. A rovněž, což je zdánlivě jednodušší, ale velmi důležité, mícháním velkého množství dezinfekčních prostředků pro záchranný systém, pro instituce v rámci Prahy i mimo Prahu. Také vyvíjíme pro Nemocnici Na Bulovce robota, který bude pomáhat s pipetováním PCR testů proti koronaviru. Všechno probíhá úžasným tempem.

Říkáte: „Všechno probíhá úžasným tempem.“ Takovéhle šílené nápady jako celoobličejová maska z potápěčské masky se rodí hlavně pod tlakem, v časové tísni?

V posledních několika dnech a týdnech se probudila tvořivost a invence českého národa, která je v nás zřejmě nějak zakódovaná. Protože těch nápadů přichází veliká spousta. Pokud jde o tu celoobličejovou masku, tak ten nápad mělo víc lidí. A tým COVID19CZ to zorganizoval. To jsou mladí kolegové, kteří přišli s 3D modelem toho, jak udělat reduktor mezi filtrem a maskou, tisknutelný na domácích tiskárnách. Přišli ke mně a my jsme pomohli financemi, produkcí, kapacitou. Teď momentálně ty masky v přízemí našeho rektorátu, montují je dobrovolníci z farnosti Bubeneč. Praha 6 nám pomůže tím, že nám půjčí prostor, kam si umístíme další tiskárny pro tisk 3D dílů, které jsou potřeba ke konstrukci této masky. A budou zapůjčeny od firmy Průša. Všechno se to velmi rychle propojilo, lidé si krásně pomáhají a všechno běží daleko rychleji, než by si člověk dokázal představit před měsícem.

Na jakém principu maska vlastně funguje?

Maska funguje velmi jednoduše. Nádech probíhá trubicí nad hlavou, tam je umístěn filtr, který přefiltruje vzduch. Ten nepropustí částice, které jsou o velikosti viru. Propustí samozřejmě vzduch s dostatečně malým odporem, aby se dalo dobře dýchat. A po výdechu osoba, která má masku na hlavě, vydechuje druhým ventilem, který je na bradě. Je důležité říci, že výdechové ventily, ať už této masky, nebo jakéhokoliv jiného respirátoru, který má výdechový ventil, by měly být zakryty jednoduchou rouškou. Aby kapénky osoba s respirátorem nevydechovala směrem ven, ani totiž nemusí vědět, že je nakažená. A mohla by nakazit své okolí.

To se týká i jiných respirátorů samozřejmě.

Ano, to se obecně týká všech respirátorů, které mají výdechový ventil.

Jak se v předělané potápěčské masce vůbec dýchá? Jak dlouho v ní člověk vydrží?

Myslím si, že to není pomůcka, kterou by ty prvosledové jednotky našich lékařů a záchranářů používaly celý den, ale po kritickou dobu, kdy potřebují být v kontaktu s někým nakaženým nebo při intubacích. Je to samozřejmě asi tak pohodové, jako když jste ve šnorchlovací masce. Takže není to úplně radost v takové masce pobývat, ale je to životní nutnost, abychom neměli koronavirem nakažené specialisty, kteří se starají o lidi. Sám jsem tu masku zkoušel a je to prostě nutný provoz pro ochranu zdraví. Úplně příjemné to není, ale co můžeme dělat. Je to daleko lepší než způsobit katastrofu nakažením zdravotníků.

První modely zkouší třeba v nemocnici Královské Vinohrady nebo na infekčním oddělení pražského Motola a také ve Fakultní nemocnici v Hradci Králové. Máte už od zdravotníků nějakou zpětnou vazbu? Jak jim vyhovují?

Mám několik zdvižených palců ve zprávách, ale zatím jsem se zdravotníky osobně nehovořil. A máme spoustu různých děkovných SMS zpráv, fotografií, kde se na nás zdravotníci usmívají a mávají nám. Protože my je prosíme, aby se nám s maskou vyfotili a poslali nám, jak v masce pracují. Máme z toho velkou radost.

Ona pohodlnost je samozřejmě jedna věc. Důležitější je ale funkčnost. Ty masky se dál testují, žádný problém se zatím neobjevil?

Žádný problém se neobjevil, masky jsou perfektně těsné. To je samozřejmě ocertifikováno, prověřeno již z doby, kdy byly používány jako potápěčské masky. Filtr filtruje, takže zachytí 99,99 procenta částic o velikosti viru, to znamená někde kolem těch 100 nanometrů. Je to velmi dobrá ochrana.

Vy jste jich vyrobili napoprvé zhruba 2200, celkově jich údajně plánujete až 12 tisíc kusů. Víte už, kam všude půjdou?

V tuto chvíli utváříme seznam prvosledových míst. Dynamicky se to rozváží, dodáváme, jak je vyrábíme. Vytváří se komplexní seznam, abychom postupovali koherentně. Takže každou chvíli přijíždí z některého z nemocničních pracovišť auto a dává se tam patřičný počet masek. My se budeme snažit udělat maximum, aby se masky dostaly všude tam, kde prvosled v kontaktu s nemocí je.

Na webu vaší fakulty jste zveřejnili dokonce návod na výrobu takové improvizované masky. Jak z PET lahve, tak z potápěčských masek. Nehrozí, že třeba některým domácím kutilům nebude pak 100procentně fungovat?

To, co jsme zveřejnili, jsou v podstatě návody, jak postupovat, aby to fyzikálně smysluplně fungovalo, aby to i s těmi improvizovanými materiály pomohlo. Vzhledem k tomu, že lidé, kteří si to budou konstruovat, zřejmě budou nějací zkušení kutilové, tak musí postupovat s rozumem. Hlavně tak, aby filtrační látka, z které si budou dělat velkoplošný filtr, byla dobře prodýchatelná. Musí si ověřit, jestli jim to bude fungovat. My nemůžeme vědět, kdo se bude snažit co improvizovaně použít. Je to spíš návod, jakou cestou jít. A je na zdravém rozumu kutilů, aby zkusili, jestli se jim v tom dobře dýchá, jestli to dobře těsní. Protože těsnění kolem obličeje je velmi důležité, aby tam neodtékal vzduch, ten narušuje potom úroveň ochrany velmi výrazně.

Kromě těchto masek vyrábí ČVUT také respirátory tištěné na 3D tiskárnách. V čem jsou unikátní?

Ty ventilátory, které jsou navrženy a vyráběny zde na ČVUT na 3D tiskárnách HP, jsou vyráběny v rámci projektu, který vlastně rozvíjí Průmysl 4.0 a vzdálenou výrobu. Kolegové vyvinuli náustek plus těsnění v digitální formě, která je předatelná na další pracoviště, která mají podobnou tiskárnu. Takže tisk probíhá i na vzdálených místech. To zvyšuje produkci.

Produkuje se i třeba někde v zahraničí?

Ano, právě se snažíme takovýmto způsobem pomoci v Itálii. Tam mají spolupracující kolegové pracoviště s podobnými tiskárnami. Tam by se vytvořily vzory, které by se převedly do formy stříkatelné v lisu. To, aby se dalo vyrobit masové množství respirátorů, protože produkce na 3D tiskárnách není samozřejmě tak rychlá jako produkce na stříkacích lisech.

Ve srovnání s klasickými respirátory typu FFP3 jaké má respirátor z 3D tiskárny výhody a jaké nevýhody?

Především je to respirátor téže třídy. A je vyráběný a produkovaný tady v Čechách. Dokážeme s průmyslovým sektorem velmi rychle nastartovat výrobu stříkaných respirátorů i filtrů. A myslím si, že tímhle způsobem se naše země dokáže rychle zásobit takovouhle kvalitní pomůckou. To je velmi důležité, protože dovoz je v časech, kdy všude hrozí riziko, velmi komplikovaný. A až bude naše země zásobená i do rezervy, tak si myslíme, že by to mohl být velmi dobrý artikl, kterým bychom mohli přispět světu k řešení té krize.

Tento typ respirátoru míváte přes obličej i vy, když jdete ven? Nebo čím si kryjete tvář?

Já v tuto chvíli, protože se moc nepohybuji mimo kancelář, používám většinou roušku. Když jdu do nějakých kritičtějších míst, tak mám náš FFP3 respirátor, který kolegové navrhli. A mám tady po ruce i tu masku. Ale já se nedostávám do tak kritických situací v první linii, abych ji musel nosit. Mám ji spíše na testy.

Vy jste ze začátku zmínil, že se na ČVUT pracuje na vývoji pipetovacího stroje, který bude testován na Bulovce. Mohl byste přiblížit, k čemu je?

Tomu robotovi říkáme „pipeťák“. Je to robotí ruka, rameno. A k ramenu má připevněnou mikropipetu, kterou jsme si zapůjčili v tuto chvíli od kolegů z Ústavu jaderné fyziky v Řeži. A ten robot, který je velmi chytře naprogramován kolegy z robotického týmu, vlastně rozpipetovává několik master roztoků, z kterých sestává test na PCR koronaviru. A potom vlastně v takové velké matici rozpipetuje tyto roztoky, nastaví správné složení experimentální roztoku. A potom do každé z malých nádobek přidává vzorek od pacienta. Připraví tak něco, co je jinak velmi těžká práce pro laborantky. A udělá to přesně. Takže velice ulehčí práci kolegyním na Bulovce.

Ulehčí práci a možná i urychlí samotné testování?

Myslím si, že vlastně i urychlí. Protože budou moci paralelně připravovat druhou sadu vzorků. Takže to bude vlastně taková pomocná robotí ruka. Bude dělat druhý proces v tu samou chvíli.

Bude „pipeťáků“ víc i pro další nemocnice?

„Pipeťáky“ se v té formě tak, jak jsou vyrobeny, nedají multiplikovat. V tomhle případě nejsme schopni udělat sériovou výrobu. Použili jsme pro velkou rychlost té potřeby zařízení, která jsou tu k dispozici, půjčili jsme je i tady z ústavu jaderné fyziky a další komponenty, prostě je to uděláno, je to jednokusové zařízení. Myslím si, že pro další nemocnice by se měly nakoupit jednoúčelové automaty, které k tomu ve světě existují. I to ale trvá nějaký čas. My jsme se pokusili tu dobu, než budou tyhle věci k dispozici, trošku překlenout a pomoct aspoň trochu.