LB11.090W_REVIVE: rinnovaRE la terapia VentilatorIa nella nuoVa Era del covid-19

di Alessandra Aldieri, Simone Borrelli, Giovanni Putame e Mara Terzini

Il mantenimento di una pressione continua positiva (CPAP) è ad oggi la terapia ventilatoria più efficiente    per pazienti che soffrono di deficit respiratorio lievemoderato da COVID-19. Al contrario dei sistemi di ventilazione meccanica che supportano l’intero processo respiratorio controllando sia i flussi inspirati che espirati, il sistema di ventilazione CPAP supporta la respirazione spontanea del paziente forzando in  continua una miscela aria-ossigeno, e mantenendo una pressione positiva sufficiente a tenere pervie le vie aeree durante la respirazione. Il conseguente stenting della superficie alveolare rende possibile un   maggiore interscambio gassoso ritardando o persino eliminando la necessità di dover ricorrere alla ventilazione invasiva, che spesso comporta effetti secondari negativi per il paziente. Tuttavia, questa strategia di ventilazione non invasiva ha sollevato molti inconvenienti ancora irrisolti dalla tecnologia  attuale. Il progetto REVIVE mira ad integrare un dispositivo CPAP in un innovativo sistema di ventilazione  non invasiva (NIV) a circuito chiuso al fine di garantire tutti i benefici terapeutici del trattamento CPAP, e risolvere al contempo le problematiche di elevato dispendio di ossigeno, contaminazione ambientale e inaccettabilità della terapia da parte del paziente. Le attività di proof of concept, mirate a portare la domanda di brevetto depositata ad una evoluzione tale da consentire di apprezzarne le potenzialità a    livello industriale, sono in corso e finanziate dalla Compagnia San Paolo attraverso la misura PoC   Instrument. In questo ambito, sono già state effettuate alcune sessioni prolungate di sperimentazione preclinica su volontari sani che hanno confermato le enormi potenzialità di questa innovazione. L’obiettivo  di REVIVE è quindi rendere disponibile una tecnologia innovativa per la ventilazione polmonare che segni una svolta in termini di efficacia clinica e assistenziale, sicurezza dei lavoratori ed ergonomia per il     paziente. Dopo un anno di pandemia di SARS-COVID-19, l’emergenza sanitaria non è ancora rientrata e l’impatto delle campagne vaccinali in corso non ha saputo arrestare l’arrivo di una nuova ondata del virus  sul territorio nazionale. Per prevenire la ventilazione meccanica invasiva, gravata da un’altissima mortalità nei pazienti, si è diffusa l’adozione della ventilazione non invasiva a pressione positiva continua (CPAP).

Questa modalità di assistenza al respiro ha ridotto la probabilità di peggioramento dello stato clinico dei

pazienti ospedalizzati con insufficienza respiratoria, con conseguente alleggerimento del carico sulle unità  di terapia intensiva. Ad oggi però, la ventilazione CPAP è svolta prevalentemente mediante sistemi ad alto flusso, i quali:

• richiedono grande dispendio di ossigeno, compromettendo le risorse ospedaliere oltreché limitando il numero di posti letto disponibili;
• generano dispersione aerosolizzata della carica virale, mettendo a rischio il personale sanitario a contatto con i pazienti;
• causano forte sensazione di secchezza delle vie aeree, per un’inadeguata umidificazione dell’aria che  scorre a velocità elevate, e rumore superiore a 70 dBA, compromettendo la comunicazione del paziente    con l’esterno. Dalla confluenza della consapevolezza dei benefici del trattamento CPAP, della vision della    sua potenzialità in ambito clinico e dell’analisi dei limiti dell’odierna tecnologia, si sviluppa il qui presentato sistema di ventilazione non invasiva a circuito chiuso.

ENGLISH

The Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) therapy is the most efficient early ventilatory therapy to date for patients suffering from mild to moderate COVID-19 respiratory failure. Unlike mechanical ventilation systems, which support the entire human respiratory process by controlling inhaled and exhaled flows, the CPAP ventilation system helps the patient’s spontaneous breathing cycle by continuously forcing an air-oxygen mixture, and thus maintaining a pressure positive enough to keep the airways open while breathing. The so induced alveolar stenting effect increases the pulmonary surface recruited, delaying or even eliminating the need to run into invasive mechanical ventilation, which often has many drawbacks for the patient. However, this non-invasive ventilation strategy has raised many drawbacks that current technology has not been able to handle. The REVIVE project aims to integrate a common CPAP device into an innovative closed-circuit non-invasive ventilation (NIV) system in order to guarantee all the benefits provided by the CPAP treatment, and at the same time solve the problems of high oxygen consumption, high environmental contamination and patients’ refusal of treatment. The proof of concept activities, aimed at bringing the patent application to an evolution state able to make its potential clear at an industrial level, are currently underway and financed by the Compagnia San Paolo through the PoC Instrument funding. In this context, some prolonged sessions of preclinical experimentation have already been carried out on healthy volunteers, which have confirmed the enormous potential of this innovation. The ultimate goal of REVIVE is therefore to make available an innovative technology for pulmonary ventilation, which marks a turning point in terms of care effectiveness, health efficiency, worker safety and ergonomics for the patient.