Aider l'Inde à respirer : fabrication de ventilateurs pendant le Covid

Spécialiste des politiques et de la sensibilisation

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Les entreprises indiennes ont réagi efficacement à la pandémie de Covid-19 en accélérant l'innovation, en réorganisant les chaînes de montage et en accélérant la fabrication de tout, des masques N95 et des équipements de protection individuelle (EPI) aux kits de diagnostic et aux ventilateurs en un temps record. Remarquablement, alors qu'elle ne produisait presque pas de ventilateurs au niveau national, l'Inde a fabriqué localement 60 000 ventilateurs en seulement trois mois.1 Le troisième groupe de secrétaires habilités (EGoS) nommé par le Premier ministre Narendra Modi a été chargé d'assurer la disponibilité et la production d'équipements médicaux essentiels avec leur approvisionnement, leur importation et leur distribution. Lors de sa création en mars 2020, l'EGoS, présidé par le secrétaire du Département des produits pharmaceutiques, le Dr PD Vaghela, a estimé que l'Inde aurait besoin de 75 000 ventilateurs d'ici juin.2 Le gouvernement a donc lancé des appels d'offres à deux sociétés : Skanray Technologies, basée à Delhi, et AgVa Healthcare à Noida fabriquera respectivement 30 000 ventilateurs en six semaines et 10 000 ventilateurs en un mois d'ici la fin mai.3 Depuis lors, plus d'une douzaine d'entités ont augmenté la capacité de fabrication de ventilateurs en Inde. Il s'agit notamment de grandes entreprises automobiles et de technologies de l'information (TI), ainsi que d'universités et de startups indépendantes, et même d'entreprises sous licence de la National Aeronautics and Space Administration (NASA) reproduisant le prototype Ventilator Intervation Technology Acessible Locally (VITAL) développé par Jet Propulsion de la NASA. Laboratoire. Ces ventilateurs sont pour la plupart des équipements peu coûteux et abordables qui complètent les ventilateurs plus chers disponibles en moins grand nombre. À travers une série d'études de cas, ce rapport fournit des détails illustratifs de la manière exemplaire dont l'industrie indienne a saisi l'occasion pour répondre à ce dont le pays avait besoin de toute urgence au milieu d'une crise sanitaire mondiale. Ces études de cas triées sur le volet donnent également un aperçu des processus de conception, de développement et de production des fabricants de ventilateurs domestiques en Inde.

L'Inde a traditionnellement importé des ventilateurs principalement d'Europe et de Chine pour répondre à ses besoins. En février, il n'y avait que huit fabricants de ventilateurs dans le pays4 et reconnaissant l'importance des ventilateurs dans un avenir proche, le gouvernement indien a interdit l'exportation de ventilateurs la veille du jour où le pays est entré dans un confinement de 21 jours le 25 mars 2020.5

En mars, l'EGoS concerné et le ministère de la Santé et du Bien-être familial de l'Union (MoHFW) avaient indiqué une demande prévue de 75 000 ventilateurs d'ici juin 2020. Cela a été possible parce que la production nationale de ventilateurs est passée de 2 500 en février à 5 500-5 750 en mars.9

L'EGoS avait, en mars, passé des commandes de 60 884 ventilateurs à HLL Lifecare Limited (HLL), une entreprise du secteur public (PSU) sous l'égide du MoHFW, qui a été l'agence centrale d'approvisionnement pendant la crise de Covid-19. Sur le total des commandes passées pour les ventilateurs, 59 884 ont été confiées à des fabricants nationaux tandis que 1 000 ventilateurs seront importés10. La demande projetée et les commandes passées tiennent également compte des exigences des gouvernements des États.

En vertu de la loi sur les médicaments et les cosmétiques et des règles sur les dispositifs médicaux, les entreprises ont généralement besoin d'une licence pour fabriquer des articles répertoriés comme équipements médicaux essentiels. Cependant, compte tenu de l'urgence médicale, cette règle a été levée pour les fabricants qui s'étaient associés à une entreprise agréée.

Le 14 mai 2020, HLL Lifecare Limited a publié une demande de propositions (RFP) pour la fourniture de ventilateurs aux instituts du gouvernement indien (GoI).11

Dans ce cadre, de nombreux acteurs nationaux majeurs ont reçu des commandes pour fabriquer des ventilateurs - y compris BharatElectronics Limited (en collaboration avec Skanray Technologies) avec qui une commande de 30 000 ventilateurs a été passée12 ; AgVa Healthcare (en collaboration avec Maruti Suzuki Limited) qui a reçu une commande de 10 000 ventilateurs ;13 et Andhra Pradesh MedTech Zone (AMTZ) avec qui une commande de 13 500 ventilateurs a été passée.14 Un certain nombre de fabricants nationaux ont commencé avec succès les livraisons de leurs commandes, selon le calendrier prévu et sont actuellement au stade de l'inspection avant expédition.

Afin de mieux comprendre le processus de fabrication des ventilateurs à grande échelle, Invest India s'est entretenu avec les principales parties prenantes de l'industrie. Parmi les nombreux fabricants qui ont entrepris cette tâche essentielle, quelques études de cas sont présentées ci-dessous.

En réponse à l'annonce de l'industriel Anand Mahindra selon laquelle Mahindra & Mahindra entreprendra la production de ventilateurs, les demandes ont afflué de nombreux acteurs, dont des startups. L'entreprise a alors exploré une approche à deux volets. Le premier était un développement interne indigène - essentiellement un sac Ambu mécanisé avec de nombreuses caractéristiques de sécurité comme bouée de sauvetage provisoire. Le second était un ventilateur mécanique à part entière destiné à être utilisé dans l'unité de soins intensifs (USI) pour les patients atteints de Covid-19. Pour développer ce dernier, Mahindra & Mahindra ont approché Skanray, sollicitant leur aide pour concevoir une version plus simple du ventilateur.

L'équipe de recherche et développement (R&D) de Skanray, dirigée par Raghavendra HS, a expliqué le processus de conception et de fabrication, les spécifications techniques, la fonctionnalité et les risques du ventilateur pour aider Mahindra à mieux comprendre l'appareil et ses complexités. L'équipe était dirigée à distance par Apurbo Kirty, responsable de la mobilité et des technologies connectées, et chaque tâche et étape était surveillée par R. Velusamy, responsable du développement mondial des produits. L'équipe de Skanray a ensuite guidé l'équipe de Mahindra dans les étapes suivantes de la conception du ventilateur.

Mahindra possède une expertise dans divers secteurs, de l'aérospatiale à l'automobile de pointe, mais le génie médical était un nouveau domaine. Bien que Skanray partage ouvertement la technologie derrière ses ventilateurs de soins intensifs les plus sophistiqués, les deux sociétés examinaient le principal défi de l'augmentation de la production à des niveaux sans précédent.

L'objectif principal était d'incorporer des composants facilement disponibles et des commandes faciles à utiliser pour les ambulanciers paramédicaux avec des conseils à distance de médecins. Le schéma du ventilateur d'urgence greenfield était prêt en deux jours. Une équipe de 50 ingénieurs comprenant des ingénieurs en logiciel, des ingénieurs en électronique, des ingénieurs en mécanique, des ingénieurs d'approvisionnement et des responsables de programme a été formée, travaillant à domicile pour détailler la conception, écrire les codes, préparer la nomenclature et identifier les fournisseurs. Pour réduire les importations et le temps de développement, les composants automobiles utilisés dans les véhicules Mahindra ont été sélectionnés.

Le cœur du ventilateur qui contrôle toutes les fonctions a été emprunté à Marazzo, le véhicule polyvalent compact de Mahindra. Les boutons de commande du ventilateur ont également été repris de la banque de commutateurs de la console centrale et de la banque de commutateurs AC de Marazzo. Le combiné d'instruments rond classique de la moto Jawa a été utilisé pour afficher des paramètres tels que le volume de gaz ventilés, le pourcentage de FiO2 et les messages d'erreur obligatoires. La batterie de secours provient du pousse-pousse électrique de Mahindra, Treo.

Les composants les plus difficiles étaient les vannes de régulation de débit pneumatiques proportionnelles qui mesurent l'air et l'oxygène dans le rapport et le volume définis. Il s'agit d'un composant essentiel de la plupart des ventilateurs modernes et il était susceptible d'être très demandé dans le monde en raison de la pandémie. Pour pallier cette situation, Skanray a travaillé en parallèle avec trois fournisseurs : IMI Norgren, Parker et Emerson. Cela a permis de basculer vers n'importe quel fournisseur en fonction de la disponibilité. Un groupe de travail a été créé pour obtenir les autorisations nécessaires pour que plus de 20 fournisseurs ouvrent leurs usines et permettent à la main-d'œuvre critique de fabriquer les pièces nécessaires. Mahindra Logistics a fait la tâche colossale d'organiser toutes les pièces à la Mahindra Research Valley, Chennai. Le premier prototype fonctionnel a été fabriqué en sept jours. Des tests continus de réglage et de pré-certification du logiciel ont été effectués avec les conseils et le soutien de Skanray.

Le ventilateur est principalement destiné à la ventilation invasive, adapté à la fois aux adultes et aux enfants. Il fonctionne en mode Assist/Control Mode Ventilators (ACMV) dans lequel un patient, en fonction de son état et de ses besoins, reçoit des doses mesurées d'air en plus du mélange d'oxygène selon le volume, la fréquence respiratoire et la FiO2 définis. Si les patients essaient de respirer par eux-mêmes, le ventilateur passe automatiquement en mode d'assistance, donnant ainsi des respirations spontanées en se synchronisant avec l'effort pulmonaire du patient. Le ventilateur dispose également d'une ventilation d'aide inspiratoire pour aider les patients à se sevrer progressivement de l'assistance respiratoire. La simplicité du ventilateur lui permet d'être utilisé même avec une formation minimale. De nombreux paramètres de surveillance sont disponibles sur les diodes électroluminescentes (DEL) et les jauges permettant aux utilisateurs de surveiller et de régler l'équipement.

Skanray les expédie à l'armée et aux hôpitaux gouvernementaux par l'intermédiaire de la Fondation Infosys et des hôpitaux Narayana (NH) depuis la mi-mars. Les ingénieurs et la direction de Mahindra et Skanray souhaitent que le pays brave rapidement cette pandémie afin que la production à grande échelle du ventilateur ne soit pas nécessaire.

"Qu'ils soient utilisés ou non, je tiens à exprimer ma gratitude à Skanray, au Dr Pawan Goenka, à Velu et à l'équipe conjointe pour leur engagement et leurs efforts exceptionnels. Vous nous avez tous rendus fiers."

Anand Mahindra

Président exécutif, Mahindra & Mahindra

"La nouvelle normalité nécessite un degré élevé de collaboration et ce projet est un exemple réussi de la façon dont des industries indépendantes se sont réunies pour travailler vers un objectif commun. Après plusieurs semaines de travail 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 par nos ingénieurs et l'équipe Skanray, notre ventilateur spécialement conçu pour le coronavirus est prêt pour la fabrication."

Directeur général et PDG, Mahindra & Mahindra

En mars 2020, Maruti Suzuki India Limited (MSIL) s'est associée à AgVa Healthcare pour produire 10 000 ventilateurs en un mois. Le 30 mars 2020, MSIL a signé un protocole d'accord (MoU) avec AgVa Healthcare et en 10 jours, le 11 avril 2020, ils avaient fabriqué leur premier ventilateur.15

Selon le président du MSIL, RC Bhargava, Maruti Suzuki avait été approchée par le gouvernement pour aider à la fabrication de ventilateurs dans la lutte contre le Covid-19. Étant donné que l'entreprise elle-même ne disposait pas de la technologie et du savoir-faire nécessaires pour fabriquer des ventilateurs, ils ont identifié une entreprise âgée de deux ans, appelée AgVa Healthcare, qui disposait d'un ventilateur approuvé par le gouvernement. Alors qu'AgVa était responsable des connaissances techniques et des questions connexes, MSIL a utilisé ses fournisseurs, son expérience et ses connaissances pour aider à augmenter la production.16

De plus, la société d'État Bharat Heavy Electricals Limited a également soutenu AgVa Healthcare en leur fournissant des puces électroniques pour les ventilateurs.17

Les entreprises en collaboration ont régulièrement augmenté leur cadence de production quotidienne et avaient déjà produit 1 250 ventilateurs à la fin du mois d'avril.18

"Presque tous les vols nationaux et internationaux ont été bloqués. Tous nos fournisseurs étaient bloqués et rien ne bougeait. L'augmentation de la production de ventilateurs à ce moment-là ressemblait à un rêve farfelu. Cependant, en ces temps difficiles, Invest India est intervenu. Avec une forte leadership et une équipe compétente, nous avons pu contourner les problèmes en accédant à nos matières premières. Invest India a aidé à obtenir toutes les autorisations pour nous et nos fournisseurs. Non seulement cela, ils se sont donné beaucoup de mal pour obtenir le brut matériaux aériens transportés par des vols charters. Tout ce voyage de production d'un si grand nombre de ventilateurs aurait été impossible sans l'aide d'Invest India.

PDG et co-fondateur, AgVa Healthcare

HP s'est associé à Redington 3D en Inde pour produire avec succès 120 000 pièces de ventilateur pour AgVa Healthcare. Dans le cadre de cette initiative, 12 catégories de pièces ont été imprimées en 3D, pour fabriquer 10 000 ventilateurs qui sont actuellement déployés à travers l'Inde pour traiter les patients atteints de Covid-19. Les pièces comprennent des connecteurs d'inspiration et d'expiration, des supports de soupape, des buses d'oxygène et des supports de solénoïde, entre autres. Comme ces composants ont des conceptions complexes et une tolérance fine, il aurait fallu quatre à cinq mois pour fabriquer ces quantités en utilisant le procédé conventionnel. Grâce à la technologie d'impression 3D HP, ces pièces ont été imprimées en seulement 24 jours.

Le ventilateur d'AgVa Healthcare est un ventilateur de soins intensifs avec contrôle du volume, de la pression et du débit. L'ensemble du système peut être contrôlé par une interface capacitive multi-touch sans avoir besoin d'air médical comprimé. Il est extrêmement portable et peut être utilisé dans le transport en soins intensifs ou les soins à domicile. Ce partenariat s'inscrit dans le cadre de l'engagement mondial de HP dans la lutte contre le Covid-19. À ce jour, HP et ses partenaires ont produit plus de 2,3 millions de pièces imprimées en 3D. Dans le cadre de cette initiative, HP a renforcé son équipe d'impression 3D et son réseau mondial de partenaires de fabrication numérique pour concevoir, valider et produire des pièces essentielles pour les intervenants médicaux et les hôpitaux. Le 2 juin 2020, HP Inc. a annoncé une nouvelle étape en permettant aux travailleurs de première ligne et aux communautés de répondre aux défis de Covid-19 grâce à l'impression 3D.

« En ces temps sans précédent et difficiles, HP reste déterminé à servir la communauté et les personnes touchées par l'urgence sanitaire en cours. L'exécution réussie du projet de soins de santé AgVa témoigne des capacités de la technologie d'impression 3D de HP et de la manière dont elle peut supprimer les limitations. de concevoir en réalisant des produits complexes en peu de temps."

Responsable national, Impression 3D et fabrication numérique, HP India Market

L'apparition soudaine de Covid-19 a créé une situation sans précédent qui a mis le système de santé à rude épreuve au-delà de sa capacité, et les ventilateurs nécessaires pour traiter les patients critiques étaient en nombre insuffisant. En réponse à l'appel du gouvernement pour « Make in India », Hyundai Motor India (HMI) s'est associé à Air Liquide Medical Systems (ALMS), l'un des principaux fabricants mondiaux français de respirateurs basé à Chennai, pour explorer les opportunités de collaboration. ALMS, avec plus de 40 ans d'expérience dans l'industrie, occupe une position unique en tant que l'une des très rares entreprises mondiales à disposer d'une usine de fabrication de ventilateurs en Inde. HMI fabrique en Inde pour le marché mondial depuis 1999 et dispose d'une configuration de fabrication sophistiquée équipée pour produire plusieurs modèles avec plusieurs variantes sur une seule ligne. L'expertise technique d'ALMS et la capacité de fabrication à grande échelle de HMI ont fait naître une synergie naturelle entre les deux sociétés. Ils ont conclu un accord pour augmenter les volumes de production d'ALMS dans le but de produire 1000 ventilateurs, de manière progressive, à remettre au gouvernement du Tamil Nadu. Pendant ce temps, HMI avait également travaillé sur une conception interne d'un sac Ambu mécanisé avec de nombreuses caractéristiques de sécurité comme bouée de sauvetage provisoire.

ALMS propose plusieurs ventilateurs qui relèvent de différentes catégories telles que les soins intensifs, les urgences et les soins à domicile dans sa gamme de produits. Orion-G, l'un de leurs modèles phares, a été développé en Inde et porte le marquage CE (Conformité Européenne), qui certifie le respect des normes mondiales de santé et de sécurité. Le modèle facile à utiliser conçu spécifiquement en tenant compte des besoins des cliniciens en Inde, est livré avec des modes de ventilation étendus, une nébulisation intégrée et affiche toutes les boucles et courbes nécessaires avec une multitude de paramètres surveillés. Les modes PSV (Pressure Support Ventilation with PEEP19) et PSV-NIV20 disponibles dans Orion-G seront essentiels lors de la prise en charge clinique des patients Covid-19. Ceci, combiné à l'accent supplémentaire mis sur l'approvisionnement en matières premières et pièces de rechange dans le pays, a amené l'entreprise à décider qu'Orion-G était le choix parfait.

Au départ, HMI a posté une équipe d'experts sur le site ALMS pour identifier les blocages limitant la capacité de production. Tout d'abord, pour désengorger la chaîne d'approvisionnement, HMI a identifié d'autres fournisseurs capables de répondre aux exigences de volume et de calendrier, évalué les contraintes auxquelles sont confrontés les fournisseurs existants pour les aider à augmenter la production et a assuré le placement en temps opportun des commandes nationales et étrangères. Ces mesures ont assuré l'approvisionnement ininterrompu nécessaire à l'augmentation de la capacité de production.

Ensuite, les membres de l'ingénierie de fabrication de HMI ont évalué de près le système de production, les dispositions et les capacités des employés dans le but d'augmenter considérablement le volume de production pour répondre aux exigences actuelles. L'équipe a réalisé des plans 3D de l'usine de fabrication ALMS et redéfini le processus d'ingénierie pour une production continue. Sur la base de cette évaluation, l'équipe ALMS a réorganisé l'équipement existant pour mettre en place une chaîne de montage à haut processus, externalisé certaines tâches non critiques et recruté de la main-d'œuvre supplémentaire.

L'examen final du plan de production a abouti à une stratégie à plusieurs niveaux comprenant des suggestions d'investissement dans des outils spécialisés, des gabarits et des montages et des mesures pour mettre en œuvre un changement de processus stratégique et une gestion des matériaux. Un test de qualité critique (test de combustion) qui imposait un fonctionnement continu pendant 72 heures exigeait une grande surface d'espace pour accueillir les ventilateurs. Grâce à l'imagerie 3D avancée de HMI, les équipes ont compris qu'elles pouvaient utiliser l'espace existant en empilant les ventilateurs verticalement. Cette idée a augmenté la capacité de test jusqu'à six fois sans avoir à agrandir l'espace de travail. Les équipes ont également surveillé, évalué, révisé et apporté des modifications si nécessaire.

ALMS a créé une équipe interfonctionnelle, rationalisé de manière proactive les processus de fabrication et de qualité et surveillé le travail effectué avec les systèmes de gestion de la production quotidienne pour s'assurer qu'ils atteignent les objectifs fixés. Ces interventions ont simplifié les opérations et multiplié par cinq la production, ce qui convient pour répondre aux exigences actuelles du marché. L'engagement personnel et le dévouement de chaque membre travaillant sur ce projet ont grandement aidé à surmonter les défis rencontrés et ont suscité une collaboration harmonieuse entre les équipes.

La situation de pandémie n'a pas seulement fourni une occasion unique à deux alliés autrement inhabituels de travailler ensemble pour une cause plus grande, mais elle a sans aucun doute enrichi l'expérience personnelle et professionnelle de l'équipe dans le processus.

« Air Liquide Medical Systems emploie toutes les ressources disponibles pour fabriquer des ventilateurs innovants, faciles à utiliser et performants et est convaincu que cette collaboration avec Hyundai apportera un changement positif dans la lutte contre le Covid-19. En tant qu'entreprise, ALMS India continuera d'être le fer de lance de l'initiative Make in India. »

MD, Air Liquide Medical Systems Pvt Ltd

« Dans le but de sauver des vies précieuses, Hyundai et Air Liquide Medical Systems travaillent avec le gouvernement indien pour combattre le Covid-19 sur le pied de guerre et nous nous engageons moralement à servir la société en assurant la livraison d'un approvisionnement régulier en produits critiques de qualité. prendre soin des appareils respiratoires tels que les ventilateurs. »

DG et PDG, Hyundai Motor India Limited

La mission de Dynamatic Technologies était de développer une solution peu coûteuse et évolutive qui pourrait fonctionner directement à partir d'un réservoir d'oxygène, un peu comme ce qui est utilisé par les alpinistes, les plongeurs et les pilotes de chasse. Les meilleurs ingénieurs de l'entreprise ainsi que des médecins et des scientifiques ont travaillé de longues heures pendant le confinement pour développer le concept.

Le produit, PranaVent, est passé de la planche à dessin aux prototypes imprimés en 3D en un rien de temps. Après des tests approfondis, Dynamatic Technologies a développé des outils pour la production de masse avec tout un écosystème de chaîne d'approvisionnement à quelques kilomètres de leur usine.

L'évolutivité a été leur objectif, en cas d'augmentation soudaine de la demande.

Toutes les pièces sont fabriquées à partir de matériaux de qualité médicale et les processus sont entièrement conformes aux normes ISO 13485. PranaVent n'a pas besoin d'électricité pour fonctionner. Au lieu de cela, il fonctionne directement à partir de la pression d'une bouteille d'oxygène. Les tests d'endurance conformes à la norme ISO 10651 ont été réalisés avec succès avec zéro défaut. Le produit est extrêmement polyvalent, capable de prendre en charge des patients avec différentes pressions, débits et fréquences respiratoires, ainsi qu'un mélange de pourcentage de gaz variable.

Ce produit est le résultat d'une confluence d'ingénierie, de science médicale et d'entrepreneuriat chez Dynamatic Technologies Limited. Du concept à la conception, au prototypage et à la qualification, l'entreprise est entièrement prête à produire en série jusqu'à 42 000 ventilateurs mécaniques par mois.

"Notre objectif était de développer un ventilateur/réanimateur d'urgence de terrain évolutif et peu coûteux dans les plus brefs délais. Avec le PranaVent, nous avons atteint notre objectif. Comme il ne consomme pas d'électricité, il peut être déployé dans les zones rurales. Et c'est 100 % fabriqué en Inde !"

PDG et directeur général, Dynamatic Technologies Ltd

En plus des grandes entreprises telles que celles évoquées ci-dessus, l'écosystème des startups indiennes s'est également présenté pour répondre au besoin de l'heure pendant Covid-19.

En vertu de directives révisées, entrées en vigueur après le 31 mars 2020, tous les équipements médicaux relevaient de la Central Drugs Standard Control Organisation (CDSCO).21 L'organisme de réglementation pharmaceutique a cependant autorisé toutes les entreprises à fabriquer des ventilateurs sans exiger de licence. Ainsi, les startups indiennes ont pris le relais pour produire des ventilateurs aux caractéristiques uniques.

Cette étape a été cruciale pour motiver de nombreuses startups indiennes à se lancer dans la production de ventilateurs dotés de caractéristiques uniques. Les jeunes entreprises dédiées à l'utilisation de la technologie pour améliorer les soins de santé, qui autrement devraient dépendre du financement de diverses autorisations, ont eu la possibilité de faire la différence pendant la crise. La section suivante présente des études de cas de quelques startups, parmi tant d'autres, qui ont travaillé au développement de ventilateurs.

Avec Amaya, un simple séparateur de ventilateur, Ethereal Machines prépare l'Inde à lutter contre la pandémie de Covid-19. Auparavant, Ethereal Machines a relevé des défis pour des clients dans le domaine médical, traitant de la création d'implants, de prothèses et de dispositifs médicaux similaires. Cependant, alors que Covid-19 atteignait l'Inde, l'équipe a commencé à parler à des médecins expérimentés pour comprendre les principaux domaines de préoccupation. La réponse écrasante qu'ils ont reçue a mis en évidence la pénurie de ventilateurs.

Le prototype de conception est fondé sur la création d'un appareil qui pourrait aider à administrer la respiration à deux patients simultanément. Ethereal Machines a réussi avec l'aide d'une solide équipe de médecins avec lesquels ils ont travaillé main dans la main. Travaillant sur le terrain, le Dr Sonal Asthana et son équipe de l'hôpital Aster CMI de Bengaluru ont pu prévoir les besoins immédiats, fournissant des informations cruciales à Ethereal.

Amaya a été influencée par une réponse au besoin de ventilateurs en Italie. À Bergame, où la pandémie a frappé le plus durement, un simple séparateur de ventilateur a été utilisé en première ligne pour aider à fournir de l'oxygène à deux patients, au lieu d'un. Le répartiteur fournirait un rapport de 50:50, mais ce n'est peut-être pas idéal car les patients ont généralement besoin d'une ventilation différentielle. Selon les taux de récupération individuels, le rapport est soit 30:70 ou 40:60. La contamination croisée entre deux patients utilisant le même ventilateur posait un problème supplémentaire.

Ethereal Machines estime que dans la situation actuelle de bouleversement mondial de la logistique et de la chaîne d'approvisionnement, une solution pouvant être rapidement créée localement pourrait aider d'innombrables communautés locales. L'équipement des hôpitaux à travers le pays avec Amaya prendra du temps, par conséquent, l'équipe veut s'assurer que les communautés peuvent être autonomes. À cette fin, ils ont rendu toutes leurs conceptions open source afin que chacun puisse reproduire les conceptions et créer sa propre version d'Amaya. À l'avenir, cela pourrait jouer un rôle important dans les soins de santé alors que les communautés tentent de devenir autonomes. Les gens, au lieu d'inventer quelque chose à partir de zéro, peuvent simplement reproduire et improviser un design facilement disponible et réussi.

"L'équipe d'Invest India nous a aidés à obtenir des permis pour nous déplacer dans Bengaluru et ouvrir nos usines."

PDG et co-fondateur, Ethereal Machines

Nocca Robotics a été fondée par deux diplômés de l'IIT-Kanpur en 2017. La startup est impliquée dans la conception et la fabrication de robots pour le nettoyage sans eau des panneaux solaires. Il est incubé au Startup Incubation and Innovation Centre, IIT Kanpur (SIIC-IITK). L'entreprise effectuait des essais d'installation pilote avec six clients lorsque le verrouillage de Covid-19 a été annoncé. Cet arrêt brutal a donné à l'équipe le temps d'explorer d'autres opportunités.

Sous la direction du professeur Amitabha Bandyopadhyay et du Dr Nikhil Aggarwal, PDG, le SIIC-IITK a fait circuler une liste des problèmes liés au Covid-19 dans les 63 startups incubées du SIIC-IITK. Sur la base de leurs compétences en conception de produits et en ingénierie, l'équipe de Nocca Robotics a choisi de concevoir et de développer un ventilateur invasif entièrement fonctionnel.

L'expertise de Nocca Robotics dans la conception de produits et l'excellent écosystème d'innovation med-tech fourni par SIIC-IITK sont devenus des facteurs majeurs qui ont contribué au développement rapide de ce ventilateur haut de gamme. SIIC-IITK a complété les efforts technologiques de Nocca en mobilisant une équipe d'intensivistes cliniques expérimentés, de leaders de l'industrie des technologies médicales et d'autres chefs d'entreprise pour se réunir en tant que groupe de travail consultatif pour aider l'équipe à atteindre cet objectif.

Le groupe de travail a apporté une structure à l'équipe qui a aidé à développer un ventilateur conforme aux directives strictes du gouvernement. Chaque membre du groupe de travail, ainsi que l'équipe Nocca Robotics et l'équipe de l'incubateur SIIC, ont pris en charge différents segments du développement du produit. Par exemple, un groupe était responsable du développement technologique, l'autre groupe de la chaîne d'approvisionnement tandis qu'un troisième se concentrait sur l'intégration des fabricants. Un autre groupe a été chargé de veiller à ce que le développement de produits soit conforme aux directives gouvernementales statutaires. Habituellement, le développement de tout dispositif médical de catégorie « C » prend au moins trois ans.

La solide équipe d'ingénieurs, de médecins et de chefs d'entreprise mondiaux a rapidement attiré l'attention de certains des géants mondiaux de la fabrication et de la distribution. Les dirigeants expérimentés ont pu catalyser des interactions rapides, des décisions rapides et des connexions transparentes avec les fournisseurs de services, tout en demandant de l'aide chaque fois que nécessaire.

L'équipe a non seulement réalisé le développement d'un produit sophistiqué et fiable, mais a également veillé à ce qu'il soit fabriqué de manière rapide et décentralisée et que l'utilisateur final obtienne un produit fiable et offert avec un service impeccable. Le développement du ventilateur NOCCA V310 ICU est un nouveau paradigme pour le développement et la fabrication de produits indiens dans lequel un groupe de jeunes entrepreneurs férus de technologie a travaillé avec des chefs d'entreprise chevronnés, des cliniciens, des ingénieurs biomédicaux expérimentés et des dirigeants de l'industrie médicale pour réaliser le voyage de la conception d'un produit à sa fabrication, à une vitesse vertigineuse.

"IIT Kanpur et Nocca Robotics ont signé un protocole d'accord avec la société du secteur public de la défense Bharat Dynamics pour la fabrication des ventilateurs sur une base à but non lucratif pour l'Inde initialement qui devrait être disponible pour environ 3,5 lakh INR (4 635 $) par unité Alors que le prix des ventilateurs importés avec des spécifications similaires commence à partir de 12 lakh INR (15 894 $) et monte jusqu'à 25 lakh INR (33 113 $) l'unité.

Co-fondateur, Nocca Robotics

En réponse à la crise du Covid-19, les chemins de fer indiens ont développé un ventilateur à bas prix dans leur usine de trains ferroviaires de Kapurthala. L'appareil, appelé Jeevan, arrive à un moment où les services de santé à travers le pays sont aux prises avec une pénurie d'équipements médicaux. Fin avril, le prototype du produit attendait l'autorisation du Conseil indien pour la recherche médicale (ICMR) avant d'entrer en production de masse.22

"Dans la lutte contre le coronavirus, les ingénieurs de la Kapurthala Rail Coach Factory ont développé un prototype de ventilateur nommé" Jeevan ", qui est extrêmement peu coûteux. Ce ventilateur fabriqué avec une technologie indigène sera un grand soulagement pour nos camarades combattant l'épidémie de corona. 23"

Ministre de l'Union des chemins de fer

Au milieu du nombre croissant de cas de Covid-19 en mars 2020, la faculté de l'IIT Roorkee a tenté d'identifier les moyens par lesquels ils pourraient contribuer à la lutte contre le virus. Ainsi, le ventilateur Prana-Vayu a été créé. L'équipe derrière ce ventilateur portable à faible coût comprend les professeurs Akshay Dvivedi et Arup Kumar Das ainsi que leurs doctorants de l'IIT Roorkee et le Dr Debendra Tripathi de l'AIIMS, Rishikesh. Prana-Vayu ne nécessite pas d'air comprimé et convient à l'assistance respiratoire spécifique Covid-19.

La R&D pour le ventilateur a commencé pendant le confinement alors qu'il n'y avait pas d'accès au marché. Cependant, l'administration locale a fourni les autorisations de voyage nécessaires pour accéder au marché local. Le prototype de la première version du ventilateur Prana-Vayu a été dévoilé lors d'un webinaire organisé par la Confédération de l'industrie indienne (CII) le 2 avril 2020 où le Prana-Vayu a suscité un intérêt considérable. La première version des ventilateurs fonctionnait sur le fonctionnement contrôlé du moteur principal pour fournir la quantité d'air requise au patient et avait automatisé le processus pour contrôler la pression et les débits dans les lignes d'inspiration et d'expiration. Le ventilateur avait également une rétroaction qui pouvait contrôler le volume courant et la respiration par minute. L'équipe a ensuite conçu et fabriqué le ventilateur au Tinkering Lab, IIT Roorkee, avec des composants indigènes.

Plus de modes de ventilation, de fonctions de sécurité, d'interface utilisateur ont été développés et intégrés dans les versions ultérieures de Prana-Vayu, le transformant d'un ventilateur d'urgence en un ventilateur à part entière. De plus, un poumon test a été utilisé pour vérifier l'efficacité de Prana-Vayu. Ces tests ont été répétés plusieurs fois et les améliorations nécessaires ont été incorporées en fonction de l'analyse. La dernière version du Prana-Vayu a été testée avec succès pour la conformité avec le simulateur de patient humain (HPS) à AIIMS, Rishikesh, où une équipe indépendante de médecins a effectué des tests sur les modes individuels pour sa fonctionnalité dans différents contextes et conditions pulmonaires. Différents modes du ventilateur Prana-Vayu ont également été testés sur un modèle pulmonaire SARS-COVID. À l'heure actuelle, PranaVayu dispose d'une surveillance respiratoire en temps réel avec l'interface filaire ou à distance et dispose de 13 modes de ventilation mécanique avancés. Il peut être utilisé pour la ventilation invasive et non invasive. Il peut être développé en tant que produit industriel pour une assistance vitale complète, qui peut rivaliser avec les versions les plus avancées disponibles sur le marché.

Biodesign Innovation Labs contribue à la capacité de ventilation de l'Inde grâce au RespirAID, un ventilateur d'urgence et de transport qui peut être crucial pour sauver des vies. Il s'agit d'un appareil invasif et d'assistance respiratoire automatisé qui fournit une ventilation à pression positive intermittente aux patients souffrant de maladies respiratoires et à ceux qui ont besoin d'une stabilisation immédiate avec sédation et intubation. Il est abordable, portable, facile à utiliser et offre toutes les fonctionnalités essentielles telles que la fréquence respiratoire, le volume courant, le rapport expiratoire inspiratoire, la pression de pointe et la PEP en plus des alarmes.

En mars 2020, Biodesign Innovation Labs a collaboré avec Remidio Innovative Solutions, un fabricant d'équipements médicaux, pour produire en masse RespirAID. Remidio a obtenu une licence non exclusive pour fournir une chaîne d'approvisionnement et une assistance technique dans la fabrication des ventilateurs RespirAID. Outre Remidio, des accords ont également été signés avec KRAS et Cyient leur permettant de fabriquer RespirAID sur une base contractuelle. Cela a permis de faire passer la production d'un objectif initial de 1 000 à 5 000 appareils à 50 000 appareils pour le marché indien et les marchés mondiaux d'ici la fin de l'année. Pour garantir la sécurité et la performance, tous les équipements de Biodesign sont testés en laboratoire par la Technical Inspection Association (TUV).

"Invest India, Startup India, le gouvernement indien et le gouvernement du Karnataka ont fourni à Biodesign un soutien sur les questions liées à la logistique et à la chaîne d'approvisionnement. Le Centre pour les plateformes cellulaires et moléculaires (CCAMP) et IKP Knowledge Park, une science et technologie promouvant la biotechnologie, l'industrie pharmaceutique, les dispositifs médicaux et l'énergie, ont également aidé Biodesign à travers leurs activités de sensibilisation."

Co-fondateur et président, Biodesign Innovation Labs

Le chef de projet Zulqarnain, étudiant de première année du Centre de design industriel de l'IIT Bombay, était en visite dans sa ville natale au Cachemire lorsque le verrouillage a été annoncé et l'institut fermé. Alors que le nombre de cas augmentait à travers le monde, Zulqarnain a appris qu'il n'y avait que 97 ventilateurs dans la vallée du Cachemire. Il a senti un besoin urgent de plus de ventilateurs qui aideraient également à apaiser les inquiétudes des gens.

Zulqarnain a ensuite fait équipe avec ses amis de l'Université islamique des sciences et de la technologie (IUST) et du NIT Srinagar. Avec l'aide du Design Innovation Center (DIC) de l'IUST à Pulwama, l'équipe a réussi à concevoir un ventilateur à faible coût en utilisant des matériaux disponibles localement. Alors que leur objectif initial était de reproduire une conception éprouvée, ils ont rapidement développé leur propre conception du ventilateur au fur et à mesure que les travaux sur le ventilateur progressaient.

Zulqarnain remarque fièrement : « Le prototype a coûté à l'équipe environ 10 000 INR et lorsque nous passerons à la production de masse, le coût sera bien inférieur. Alors que les ventilateurs haut de gamme utilisés dans les hôpitaux coûtent des milliers de roupies, Ruhdaar fournit les fonctionnalités nécessaires qui peuvent fournir une assistance respiratoire adéquate nécessaire. pour sauver la vie d'un patient gravement malade du Covid-19."24

L'Institut Sree Chitra Tirunal des sciences et technologies médicales (SCTIMST) est un institut d'importance nationale relevant du Département des sciences et technologies. Il s'est associé à Wipro 3D à Bengaluru pour construire conjointement un prototype de système de ventilation d'urgence basé sur une unité de respiration manuelle artificielle (AMBU).

Les ventilateurs peuvent aider à répondre aux besoins urgents découlant de Covid-19. Le sac Ambu ou un masque à valve de sac (BVM) est un appareil portatif utilisé pour fournir une ventilation à pression positive à un patient qui ne respire pas ou qui respire de manière inadéquate. Cependant, l'utilisation d'une AMBU régulière nécessite une aide pour ses opérations. Étant donné que cela rendrait l'aide très sensible au virus, ce n'est pas conseillé. Le ventilateur AMBU automatisé de Sree Chitra, développé avec des contributions de professeurs cliniques, aidera les patients critiques, qui n'ont pas accès aux ventilateurs de soins intensifs, à respirer.

Cet appareil est portable et léger et permet une ventilation à pression positive avec un taux d'expiration contrôlé, un rapport inspiratoire à expiratoire, un volume courant, etc. Une valve PEEP peut également être ajoutée en tant que composant supplémentaire pour maintenir la pression sur les voies respiratoires inférieures à la fin du cycle respiratoire, empêchant les alvéoles de s'effondrer pendant l'expiration. La source de gaz comprimé peut également être fixée au système. Le dispositif automatique minimisera le besoin de personnel de soutien dans la chambre d'isolement, permettant ainsi une opération de protection pulmonaire sûre et efficace pour les patients atteints de Covid-19.25

Le Conseil de la recherche scientifique et industrielle (CSIR) et son laboratoire constitutif, les Laboratoires aérospatiaux nationaux (NAL) à Bengaluru, ont, en un temps record de 36 jours, développé un ventilateur non invasif à pression positive à deux niveaux (BiPAP) pour traiter les patients atteints de Covid-19 . Le ventilateur, appelé SwasthVayu, est un système de contrôle adaptatif précis en boucle fermée basé sur un microcontrôleur avec un « collecteur et coupleur imprimé en 3D » biocompatible intégré. Il dispose également d'un filtre HEPA (Highly Efficient Particulate Air) qui réduit les risques de propagation du virus. Le ventilateur est doté de fonctionnalités telles que la pression positive continue (CPAP) spontanée ; Modes BiPAP temporisé et automatique avec possibilité de connecter un concentrateur d'oxygène ou une unité d'enrichissement à l'extérieur. Le système a été certifié pour la sécurité et la performance par les agences accréditées par le National Accreditation Board for Testing and Calibration Laboratories (NABL). Il a également subi des tests biomédicaux rigoureux et des essais cliniques bêta au NAL Health Centre.

L'avantage de cette machine est sa simplicité. Il peut être utilisé sans aucune infirmière spécialisée, est rentable, compact et configuré principalement avec des composants indigènes. Il est idéal pour traiter les patients Covid-19 dans les services, les hôpitaux de fortune, les dispensaires et les maisons. Le CSIR-NAL est en train de faire avancer le ventilateur auprès des autorités réglementaires pour approbation, qui est attendue sous peu. Des dialogues avec les grandes industries publiques et privées en tant que partenaires potentiels dans la production de masse ont déjà été initiés26.

Le Jet Propulsion Laboratory (JLP) de la NASA en Californie du Sud a développé un ventilateur spécifiquement pour les patients atteints de coronavirus. Les ingénieurs du JPL ont conçu le ventilateur spécial, nommé Ventilator Intervention Technology Accessible Locally (VITAL), en un peu plus d'un mois et ont reçu l'autorisation d'utilisation d'urgence de la Food and Drug Administration (FDA) le 30 avril 2020.27

VITAL utilise un septième autant de pièces qu'un ventilateur traditionnel, en s'appuyant sur des composants déjà disponibles dans les chaînes d'approvisionnement. Ce ventilateur haute pression est une option simple et abordable pour traiter les patients critiques de Covid-19 qui permet d'utiliser des ventilateurs traditionnels pour ceux qui présentent les symptômes les plus graves. La conception flexible du ventilateur lui permet d'être modifié pour une utilisation dans les hôpitaux de campagne.

Trois entreprises indiennes ont été sélectionnées et autorisées à fabriquer les respirateurs à coronavirus de la NASA. Il s'agit d'Alpha Design Technologies Pvt Ltd, Bharat Forge Ltd et Medha Servo Drives Pvt Ltd.

ENTRETIEN

C'est un moment de fierté pour Alpha Design, une filiale d'Adani Defence Systems & Technologies Ltd. (ADTL) en Inde, d'être reconnue par la NASA pour un ventilateur spécifique au Covid-19. Nous pouvons vous assurer qu'Alpha Design ne laissera rien au hasard pour répondre aux attentes de l'autorité de délivrance des licences, la NASA, pour livrer le produit avec les approbations nécessaires de la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis et de l'ICMR en Inde. La licence a été accordée à Alpha Design après un processus diligent facilité par la NASA pour sélectionner des partenaires industriels capables à une époque sans précédent. Le processus d'octroi de la licence est le suivant -

La conception principale de ces ventilateurs s'appuie sur des modules électromécaniques sous la forme d'assemblages de circuits imprimés (PCB), d'unités d'affichage, de contrôleurs et de traitement du signal, avec un micrologiciel intégré comprenant des solénoïdes, des vannes, etc. L'ensemble de l'architecture est enfermé dans un boîtier robuste. structure mécanique et toute la connectivité se fait par des circuits activés électroniquement. Par conséquent, cela correspond à l'expertise qu'ADTL a accumulée au cours des deux dernières décennies dans la fabrication d'équipements électroniques de qualité militaire pour les forces armées.

L'infrastructure existante d'Alpha Design pour la fabrication d'équipements électroniques de défense peut être déployée de manière transparente pour la fabrication de ventilateurs de spécifications données. Les compétences de la main-d'œuvre, les capacités technologiques et les systèmes de gestion de la qualité qui font partie des équipements électroniques de défense ressemblent beaucoup aux ventilateurs.

Il convient de noter que Bharat Electronics Ltd (BEL), qui est une importante organisation de fabrication d'électronique de défense en Inde relevant du ministère de la Défense, a été choisie par l'Organisation de recherche et de développement pour la défense (DRDO) pour fabriquer également des ventilateurs en raison de synergies avec leur système et capacités électroniques. Il en va de même pour Alpha Design qui a les capacités de fabriquer des ventilateurs de classe mondiale.

Comme indiqué ci-dessus, il existe un degré élevé d'alignement entre le portefeuille actuel de produits et d'équipements d'Alpha Design requis pour les ventilateurs suggérés. La nomenclature des ventilateurs chevauche notre chaîne d'approvisionnement puisque la plupart des sous-systèmes sont construits avec des assemblages de circuits imprimés utilisant des composants électroniques actifs et passifs qui sont disponibles dans le monde entier par l'intermédiaire de distributeurs agréés des fabricants d'équipement d'origine (OEM).

De plus, VITAL nous soutient également en suggérant les fournisseurs autorisés en fonction de leur liste de produits de qualité (QPL) et ainsi il existe des points communs entre les assemblages électroniques utilisés dans les ventilateurs de conception VITAL et les assemblages électroniques d'équipements électroniques de défense.

Alpha Design est en train de fabriquer 10 ensembles de modèles de ventilateurs en tant que prototypes. Cinq ensembles seront livrés à la FDA, aux États-Unis et cinq ensembles à l'ICMR pour qualification et approbation. En fonction des résultats de cet exercice et des éventuelles améliorations nécessaires, il sera repris pour une production industrielle. Alpha utilisera également l'expertise de professionnels de la santé pour faire tester et évaluer les unités avant même qu'elles ne soient proposées à la FDA et à l'ICMR. Après l'approbation finale, ADTL prévoit de commencer par fabriquer 500 ensembles par mois et de passer à 2 000 ensembles par mois dans les six mois.

La conception de VITAL prend en charge les patients qui sont aux premiers stades de l'infection par Covid-19 avec des symptômes tels que des difficultés respiratoires, et ceux qui peuvent être traités sans être admis dans une unité de soins intensifs. Cela aidera à réduire l'intensité de la maladie et à réduire la pression sur les soins intensifs dans les hôpitaux qui sont nécessaires pour les patients plus critiques avec des ventilateurs plus avancés.

Cette opportunité ouvre des voies supplémentaires dans les technologies connexes dans les domaines médical et paramédical, car elle aide à acquérir des connaissances sur les exigences de qualification d'un équipement médical typique à approuver par le biais de procédures strictes adoptées par des organisations telles que la FDA, l'ICMR, etc.

ADTL remercie JPL et Caltech de nous avoir reconnu et confié ce produit critique à industrialiser en peu de temps. Il est essentiel de souligner que cette initiative de la NASA est un pas de géant vers l'humanité en fournissant l'intégralité de la technologie gratuitement.

Il est maintenant entre nos mains d'utiliser cette technologie efficacement et de renforcer l'efficacité et la qualité de la chaîne d'approvisionnement, ce qui pourrait être utile à l'ensemble de la population. Bien que l'opportunité commerciale soit énorme avec la commande d'exportation imminente de ventilateurs vers les États-Unis et d'autres pays, il est plus gratifiant de jouer notre rôle pour aider le monde à traverser une période sans précédent à travers cette crise corona. De plus, Alpha Design, une filiale d'Adani Defence and System Technologies, prévoit son engagement avec la NASA et les organismes associés comme un point de départ pour industrialiser les technologies de pointe en produits de valeur au service de l'humanité dans son ensemble.

L'histoire de la façon dont l'industrie indienne - à la fois les grands fabricants et les startups - a collaboré rapidement et s'est jointe aux instituts d'ingénierie et de technologie de tout le pays pour stimuler la production est une indication de la force manufacturière du pays.

L'augmentation de la production a permis à l'Inde de fabriquer 60 000 respirateurs sur place, malgré un confinement de 21 jours et une interdiction d'importer des respirateurs. Les machines construites étaient non seulement salvatrices, mais également à des prix très compétitifs pour garantir que le plus grand nombre de personnes puisse en bénéficier. Le dynamisme décrit dans les études de cas présentées dans ce rapport représente non seulement le zèle entrepreneurial de l'Inde, mais ouvre également la voie au pays pour qu'il devienne un exportateur mondial de ventilateurs. Tant que les ventilateurs sont conçus et fabriqués en consultation avec des prestataires de soins de santé expérimentés et conformément aux directives du DRDO et de l'ICMR indiens, ils pourraient être acceptés non seulement en Inde, mais également dans le monde entier.

La crise du Covid-19 a déclenché une vague de conception, de fabrication et d'innovation en Inde. Dans les ventilateurs, par exemple, presque toute une nouvelle industrie nationale a été créée en ces temps de troubles, montrant la puissance de Make in India et garantissant que le rêve du Premier ministre Narendra Modi d'un Atma Nirbhar Bharat ou d'une Inde autonome se réalise.