针对COVID-19爆发，涉及3D打印呼吸机零件的项目很多。在某些情况下，这是从健康角度解决供应短缺的最恐怖尝试，因为如果部署它们并且不能正常工作，它们既可以进一步传播SARS-CoV-2病毒，又会伤害患者。

为了理解这些危险，我们将实际上似乎是一种功能安全的方法与其他一些在安全性和功能性方面更为可疑的解决方案相结合，以增加呼吸机的供气。纽约州最大的医疗保健提供者和私人雇主Northwell Health的3D设计和创新部门开发了一种方法，用于将普通BiPAP（双水平气道正压通气）机改装为功能性侵入式机械呼吸机。

诺斯韦尔（Northwell）的分析部门一直在追踪大流行的蔓延以及其医疗保健系统内的呼吸机数量。这导致医疗保健提供者得出的结论是，由于病毒以其预计的速度传播，因此没有足够的呼吸机来满足预期的患者激增。为了准备，由  北岸大学医院  （NSUH）呼吸治疗服务医学总监  Hugh Cassiere医师和NSUH呼吸治疗总监Stanley John带领的团队与美国3D设计与创新总监Todd Goldstein博士合作Northwell Health开发替代解决方案。

诺斯韦尔卫生局希望准备并确保它具有尽可能多的呼吸机和选件，以为大量患者做好准备。在整个卫生系统中，闲置着350台BiPAP机器。BiPAP系统类似于消费者更熟悉的CPAP机器，用于治疗睡眠呼吸暂停。但是，尽管CPAP提供持续的压力以保持睡眠者的呼吸道开放以供吸入，但是BiPAP可以产生呼吸并保持气流，这与呼吸机的操作类似。尽管BiPAP和CPAP都是依靠面罩的非侵入性设备，但呼吸机是侵入性的，需要将气管内（ET）管放置在无法自行呼吸的患者的喉咙下方。

然后，诺斯韦尔团队研究了一种将BiPAP系统转换为通风机的方法。这意味着要放弃传统的口罩，这种口罩不仅可能使SARS-CoV-2病毒从患者身上漏出而感染房间，而且也不能用于插管患者。诺斯韦尔医生开发了3D可打印适配器，该适配器可将ET管直接连接到BiPAP，还可以将呼气口连接到HEP过滤器，以防止感染COVID的空气进入周围环境。以下视频由Northwell Health提供。

通风机可能在全球范围内供不应求，以至于制造商不仅在提高生产能力，而且还向其他人开放其设计。相反，ET管是已经大量制造的一次性部件，BiPAP机器可能是呼吸机单元的最佳替代选择。适配器是在Northwell的Formcell批量生产系统中使用Form 2 3d打印并在Philips Respironics V60 BiPAP机器上使用的，但其他打印机也可以为其他BiPAP生产零件，只要该机器的软件可以类似于传统呼吸机使用即可单位。

BiPAP机器的风铃与呼吸机不同。但是，根据Goldstein博士的说法，这些都是医院级的系统，适合COVID患者使用。

“对于普通的呼吸机，您确实拥有更多的控制权，而他们绝不会开始用改装的BiPAP机器替换呼吸机。但是，在紧要关头，我们转换了所有的BiPAP。该软件兼容，泵足够强大，能够毫无问题地完成我们需要的工作，”戈德斯坦说。“可能会走进医院的外行甚至都不知道有什么区别。”

由于Northwell的远见卓识和开发BiPAP适配器策略的团队的独创性，Northwell系统并未遇到预期的供应短缺。

“从目前的情况来看，情况看起来已经好起来了，但是我们能够解释的一个问题是，我们从不缺少通风设备。” 通过转换BiPAP机器，我们可以获得足够的资金来弥补这一激增，” Goldstein博士告诉3DPrint.com。

澄清其他排气项目

还有许多其他项目正在公开，它们的确切应用可能很难与其他项目区分开。在这里，我们将尝试阐明这些各种设备是什么以及它们的潜在安全级别。在进入每个项目之前，需要注意的是，“呼吸机”和“呼吸器”经常互换使用，由于带有内置过滤器的N95口罩有时也被称为“通风口”，这会更加令人困惑。 “呼吸器。”

Isinnova的Charlotte Valve：来自意大利Isinnova 的“ Charlotte Valve ”是3D打印的适配器，可通过连接CPAP机器或墙壁氧气将十项全能呼吸管面罩转换为CPAP面罩，以进行重度治疗。这是为了解决意大利一家医院CPAP口罩不足的问题。只要不存在潜水面罩，它可能是一种安全且足够的CPAP更换解决方案，但不是呼吸机供应问题的解决方案。

Mateiralise的PEEP面罩：Materialize开发了一种用于呼气急救的呼气末正压（PEEP）面罩，因此真正的呼吸机可以留给关键患者使用。尽管该面罩的工作原理与Isinnova装置类似，可提供正压和氧气流，但目前正通过监管流程进行快速跟踪，因此，它具有更高的安全性和可行性。在某些情况下，此设备可能会取代呼吸机作为治疗方法。

文丘里面罩和阀门：该故事可能已在第一到在整个青岛3D打印社区绘制到供给努力是Isinnova和其逆向工程文丘里管阀，这是利用非侵入性的氧治疗的重要组成部分的文丘里管口罩。像上述面罩一样，与呼吸机不同，文丘里面罩不使用ET管。意大利的Isinnova和Lonati SpA能够通过青岛3D打印复制用于这些面罩的传统阀门，并开始使用SLS ProX 610打印机进行批量打印。

PPE口罩：这些口罩都不能与Pneumask等物品混淆，Pneumask可以将通气管转换成N95型口罩用作个人防护设备。

通风口分离器：目前，从3D集线器等较小的组织一直到强生等制药巨头，都在印刷各种通风口分离器。这些设备旨在将氧气从单个呼吸机转移到多个患者的ET管中。这样的设备在用于非印刷分离器的肺模拟器上的操作方式上具有一些验证。强生公司Prisma Health和Ethicon Inc.已获得美国食品和药物管理局（FDA）的紧急使用授权（EUA），以3D打印其VESper呼吸机膨胀分配器。

根据Goldstein博士的说法，分开通风会增加医疗专业人员及其患者可能遇到的问题。每个患者需要的氧气量取决于他们的个人肺活量。此类设备可能是解决呼吸机短缺的最后手段，但就备份策略而言，其转换率远低于转换BiPAP设备。

紧急通风机：在开发通风机设备的过程中有许多举措，从危险到可能可行。Leitat1是在频谱上可行的一端，这是一种紧急复苏设备，它通过机械泵将空气强迫进入患者的肺部，并且正在接受西班牙政府的紧急批准。

该设备基于EMT可能用于在现场复苏某人的工具，可用于短期紧急使用。这些呼吸器向患者输送过多空气的可能性很高，这可能导致它们将呕吐物吸入呼吸道或肺部并死亡。尽管如此，Leitat1仍在通过官方渠道进行销售，而非医学专业人员正在开发许多其他设备，这些设备甚至可能具有更大的潜在危险。

根据我们对这些各种设备的了解，如果可能的话，一种简单地将可用的BiPAP机器转换为通风机的方法将是解决通风机短缺的最安全，最直接的方法。但是，在某些情况下，即使这样也不可行，因此可能需要其他技术。

Northwell BiPAP适配器经FDA批准用于紧急用途，它依赖于现有的FDA批准的，久经考验和信任的医疗设备。医院系统一直收到联邦政府退伍军人事务部的要求，一直到诺斯韦尔自己的竞争对手。该设计可供医疗专业人员免费使用，他们可以访问Northwell Health网站以索取使用该设备的文件和说明。