Kisah Insinyur NASA Buat Ventilator Corona COVID-19 dalam Waktu Sebulan

Liputan6.com, Washington DC - Bekerja sebagai insinyur di Jet Propulsion Laboratory NASA (JPL), David Van Buren biasanya menghabiskan waktunya merancang dan membangun instrumen untuk teleskop ruang angkasa atau robot yang akan menjelajahi dunia lain di Tata Surya kita.

Tetapi untuk bulan lalu, Van Buren dan sekelompok rekannya di JPL telah mengerjakan proyek yang benar-benar belum pernah mereka 'jelajahi' sebelumnya: membuat ventilator untuk membantu pasien sakit dengan infeksi virus corona baru, seperti yang dikutip dari The Verge, Sabtu (2/5/2020). 

Sementara Van Buren memiliki pengalaman sebelumnya dalam rekayasa medis, dia tidak pernah merancang ventilator sebelumnya. Tapi dia dan rekan kerjanya di JPL terbiasa membuat hal-hal yang tidak pernah mereka alami. Bahkan, mereka terbiasa membuat hal-hal yang tidak ada yang punya pengalaman.

"Ketika seorang ilmuwan datang kepada kami dan mengatakan mereka ingin pergi ke bulan Jupiter dan mengebor ke dalam es dan melihat apa yang ada di bawahnya, itu adalah sesuatu yang belum pernah dilakukan sebelumnya," kata Van Buren kepada The Verge.

"Kami terbiasa melihat masalah baru - hal-hal yang belum pernah dilakukan orang sebelumnya atau setidaknya yang belum pernah kami lakukan sebelumnya - dan mencari tahu cara melakukannya."

Setelah melakukan 37 hari penelitian, perencanaan, sekelompok insinyur di JPL telah menciptakan prototipe yang mereka sebut ventilator VITAL. Sebuah kotak digital putih dengan tabung pernapasan terpasang.

Ventilator yang diciptakan tim JPL --meski tidak secanggih buatan pabrikan medis ternama-- tetap menjadi alat yang dibutuhkan pasien paling sakit. Mereka menyematkan teknologi tas rawat jalan sederhana yang dapat digunakan sebagai tindakan sementara untuk dengan cepat memasukkan udara ke paru-paru pasien.

Ventilator VITAL ditujukan untuk pasien yang masih membutuhkan bantuan pernapasan tetapi tidak dalam kondisi yang paling mengerikan. Ini alat sementara yang dirancang untuk bertahan hanya tiga hingga empat bulan di rumah sakit.

VITAL dirancang khusus untuk orang-orang dengan infeksi virus corona baru, yang membantu memandu desainnya. "Ini berkurang dalam semua hal yang dapat dilakukan, untuk hanya mempertahankan fungsi-fungsi yang diperlukan untuk pasien COVID-19," kata Van Buren.

Simak video pilihan berikut:

Sepanjang Januari dan Februari, Van Buren mengikuti berita tentang penyebaran COVID-19 di China dengan kekhawatiran yang terus meningkat. Pandemi telah ada di pikirannya sejak wabah H1N1 pada tahun 2009 ketika putrinya harus dirawat di rumah sakit karena jenis flu baru, seperti yang dikutip dari The verge. 

Ketika menjadi jelas pada awal Maret bahwa ada penyebaran COVID-19 di Washington dan California, Van Buren benar-benar mulai fokus pada apa yang bisa ia lakukan untuk membantu. Model awal menunjukkan bahwa rumah sakit tidak akan memiliki kapasitas atau peralatan yang cukup untuk menangani masuknya pasien COVID-19.

Van Buren mengira, JPL bisa menjadi aset dalam pertarungan melawan virus. Suatu hari, ia bertemu Rob Manning, chief engineer JPL, di kantin pusat, dan mereka mulai berbicara tentang apa yang bisa mereka lakukan.

"Kami berdua telah berpikir, mengingat keadaan, mungkin proyek yang kami habiskan bersama kami mungkin bukan hal terpenting yang bisa kami lakukan, mengingat apa yang kami berdua kenali akan terjadi," kata Van Buren.

Anning menemukan uang untuk membentuk tim kecil, dan proyek dimulai pada 16 Maret 2020. Kelompok itu menghubungi seorang ahli paru bernama Michael Gurevitch yang telah bekerja pada ventilator selama beberapa dekade. Dia datang dan memberi tahu tim persyaratan yang tepat yang diperlukan untuk ventilator, sementara seorang karyawan JPL membuat catatan rinci di papan tulis raksasa.

"Kami sedikit banyak menerapkan pola yang kami terapkan ketika kami membangun instrumen untuk mendarat di Mars dan, katakanlah, telusuri permukaan dan lakukan pengukuran apa yang ada di bawah," kata Van Buren. "Kami terlibat dengan para ilmuwan. Dalam hal ini, kami bekerja sama dengan dokter mengenai apa yang sebenarnya dibutuhkan, sehingga kami dapat merekayasa instrumen - atau dalam hal ini, ventilator."

Akhirnya, orang lain di JPL bergabung dengan proyek, termasuk Michelle Easter. Biasanya, dia bekerja pada mekanisme yang dikenal sebagai aktuator. Motor ini digunakan untuk menyebarkan atau memutar instrumen seperti panel surya selama misi.

"Aktuator sering merupakan kombinasi dari mekanis dan elektronis," kata Easter kepada The Verge. "Dan itulah tepatnya perangkat VITAL; itu adalah mekanis yang dikendalikan oleh elektronis yang tertanam, dan jenis desain itu adalah sesuatu yang sangat nyaman bagi saya."

Untuk membuat VITAL, tim berusaha menggunakan sebanyak mungkin bagian yang ada di luar rak, seperti tabung, motor, katup, dan instrumen elektroniknya. Dengan begitu, siapa pun yang membuat perangkat di masa depan tidak perlu memesan apa pun yang diperlukan untuk ventilator yang lebih canggih.

Tim menemukan bahwa perusahaan dan vendor sangat ingin membantu menyediakan persediaan yang dapat ditingkatkan. Dan ketika mereka tidak memiliki apa yang dibutuhkan JPL, mereka memberi mereka referensi.

"Perusahaan hanya membuka Rolodex mereka dan memberi kami nama-nama pesaing mereka,” kata Easter, "yang bukan apa yang Anda pikirkan untuk pola pikir bisnis. Tetapi orang-orang kini mengesampingkan semua kompetisi bisnis."

Akhirnya, tim menyelesaikan desain VITAL akhir. Karena alat ini dirancang khusus untuk pasien COVID-19, alat ini berfokus untuk menyediakan udara secara lembut ke paru-paru.

Paru-paru pasien sakit memiliki waktu yang sulit berkembang, sehingga pasien berjuang untuk mendapatkan udara yang cukup untuk bernafas. VITAL dimaksudkan untuk memberikan tekanan udara yang cukup bagi pasien untuk mengembangkan paru-paru mereka tetapi tidak terlalu banyak sehingga paru-paru terlalu membesar. Mesin juga berfungsi untuk memastikan paru-paru tidak sepenuhnya mengempis.

Pasien COVID-19 mengalami kerusakan paru-paru yang membuat sisi paru-paru mereka meradang dan lengket. Jika semua udara keluar dari paru-paru mereka dan sisi-sisi saling bersentuhan, mereka mungkin tetap bersatu dan membuat lebih sulit untuk membuka kembali. Jadi VITAL mencoba menjaga paru-paru sedikit meningkat setiap kali pasien menghembuskan napas.

Tim telah memiliki prototipe yang berfungsi dan mereka telah pindah ke pengujian lingkungan dengan perangkat. Setiap kali NASA mengirim pesawat ruang angkasa ke angkasa luar, setiap kendaraan harus mengalami kondisi ekstrem --seperti suhu rentang luas, getaran intens, suara keras, dan banyak lagi-- untuk melihat apakah NASA dapat menahan lingkungan ruang yang keras.

Banyak dari tes yang sama diperlukan untuk memenuhi syarat peralatan medis, dan JPL memiliki fasilitas untuk menjalankannya, termasuk ruang vakum raksasa dan pengaturan untuk mengguncang perangkat keras dengan keras.

Pada 30 April 2020, JPL menerima kabar dari BPOM AS (FDA) bahwa VITAL akan menerima otorisasi penggunaan darurat. Sekarang setelah mereka memiliki persetujuan, tim akan mengirimkan desain ke perusahaan yang dapat memproduksi VITAL secara massal dan mengirimkan ventilator ke rumah sakit yang membutuhkan.

"Kami tidak melakukan produksi," kata Van Buren. "Kami membuat satu atau dua jenis, dan kami mengirimnya ke Mars atau Saturnus atau di suatu tempat. Jadi kami telah melibatkan beberapa perusahaan untuk membantu kami memahami aspek produksi massal."

Tidak jelas bagaimana tim akan melanjutkan ketika ventilator VITAL dikirim ke seluruh dunia. Banyak orang di tim menghentikan proyek normal mereka untuk menyiapkan ventilator ini sesegera mungkin. Mereka kemungkinan akan kembali merancang probe angkasa luar segera, tetapi mereka telah mengabdi dengan mengerjakan tugas singkat mereka di dunia medis.

"Saya pikir semua orang di tim sangat bersyukur bahwa kami memiliki sesuatu yang positif untuk berkontribusi dalam kekuatan otak dan kerja tim kami," kata Easter. "Ini jelas membantu kita untuk merasa diberdayakan dalam situasi yang penuh dengan ketidakberdayaan."

Reporter: Yohana Belinda