Gli scienziati hanno lavorato nell'ultimo anno per trovare modi per frenare gli effetti della pandemia di COVID-19. Sebbene sia al di fuori del loro tipico ambito di studio, i fisici hanno svolto un ruolo importante in molti aspetti della ricerca sulla pandemia e il suo impatto sulle persone.

La profonda conoscenza dei fisici delle particelle dei sistemi di gestione del gas li ha posizionati in prima linea per pionieristici a basso costo, ventilatori producibili in serie per aiutare a far fronte alla carenza mondiale. Guidato da Cristian Galbiati, professore di fisica alla Princeton University e al Gran Sasso Science Institute, un internazionale, team interdisciplinare chiamato la collaborazione Mechanical Ventilator Milano (MVM) ha guidato uno sforzo e presenta il progetto sulla rivista Fisica dei fluidi .

Il progetto è iniziato a marzo 2020, poco dopo che l'Italia è entrata in lockdown. Solo una settimana dopo, la collaborazione MVM aveva un prototipo funzionante.

Il ventilatore è costituito da una valvola di ingresso del gas e una valvola di uscita del gas, insieme a una serie di controlli e allarmi per garantire un monitoraggio e una personalizzazione adeguati da paziente a paziente. Il design è costruito con parti prontamente disponibili ed è presentato con una licenza aperta, consentendo ai paesi in via di sviluppo di fabbricare rapidamente e facilmente le proprie unità.

"L'idea alla base del progetto era di avere un sistema il più semplice possibile:erogazione dell'aria attraverso un'unica valvola, scarico dell'aria attraverso un'unica valvola, ", ha detto Galbiati.

Poiché l'MVM è sviluppato specificamente per i pazienti COVID-19, ha una funzionalità ridotta rispetto ai tipici ventilatori. Questo design più semplice riduce il costo di produzione fino a cinque volte a meno di $ 10, 000 per unità.

"Questa pandemia si abbatte su di noi, e ti senti in qualche modo impotente come qualcuno che non è un fisico medico, " disse il premio Nobel per la fisica Arthur McDonald, alla Queen's University e coautore del documento. "La nostra collaborazione di fisici delle particelle, ingegneri, e specialisti software di laboratori nazionali, accademico, e l'industria hanno applicato i loro talenti esistenti per creare un nuovo, design accessibile e fornire una nuova capacità produttiva a livello internazionale per affrontare i casi più gravi durante la pandemia".

"Per uno scienziato impegnato nella ricerca fondamentale, come la ricerca della materia oscura dell'universo, è estremamente importante dedicare tempo ed esperienza alla realizzazione di dispositivi che possano contribuire a migliorare la salute delle persone, " disse Walter Bonivento, uno scienziato senior all'INFN di Cagliari e coautore dell'articolo.

L'MVM ha già ricevuto l'autorizzazione all'uso di emergenza dalla Food and Drug Administration degli Stati Uniti e ha ricevuto l'autorizzazione dalla direzione dei dispositivi medici di Health Canada. Circa 6, 000 unità sono state consegnate fino ad oggi in base a un contratto del governo canadese per le sue scorte, con il potenziale per di più, se richiesto. Anche le donazioni dal Canada ai paesi in via di sviluppo bisognosi sono state prese in considerazione dall'inizio dell'aggiudicazione del contratto.