W celu świadczenia usług na najwyższym poziomie stosujemy pliki cookies. Korzystanie z naszej witryny oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu. W każdym momencie można dokonać zmiany ustawień Państwa przeglądarki. Zobacz politykę cookies.
Powrót

Politechnika Śląska w walce z pandemią koronawirusa

06.04.2020

Badania nad strukturą wirusa SARS-CoV-2, prace nad urządzeniami potwierdzającymi skuteczność maseczek ochronnych, aplikacje elektroniczne wspomagające diagnozowanie zakażenia koronawirusem – to niektóre z działań Politechniki Śląskiej w walce z pandemią.

Naukowcy z grupy badawczej Tunneling Group poznali strukturę wirusa

Zespół młodych naukowców działający pod kierunkiem dr. hab. Artura Góry z Centrum Biotechnologii Politechniki Śląskiej, w ramach nawiązanej współpracy z badaczami z Uniwersytetu Alberty w Kanadzie oraz Politechniki w Turynie, scharakteryzował główną proteazę SARS-CoV-2 (SARS-CoV-2 Mpro) i porównał ją z odpowiadającym enzymem wirusa wywołującego SARS (SARS-CoV Mpro).

Prace w kierunku scharakteryzowania SARS-CoV-2 Mpro ruszyły w momencie, kiedy udostępniona została struktura krystalograficzna tego białka. Na jej podstawie wykonano symulacje dynamiki molekularnej, które następnie przeanalizowano pod kątem zmian dynamiki i zachowania białka.

Grupa Tunneling Group stworzyła program AQUA-DUCT, który pozwala na przeanalizowanie dynamiki zachowania białka z uwzględnieniem zmian w dostępnych przestrzeniach wewnątrzcząsteczkowych, co przy konwencjonalnej analizie jest zwykle pomijane. Dodatkowo, badania zostały rozszerzone o analizę ewolucyjną wirusowych białek Mpro oraz badanie stabilności białka.

Pierwsze wyniki badań zespołu dr. Góry zostały udostępnione dla wszystkich zainteresowanych już na początku marca, czekają również na recenzje w jednym z topowych czasopism.

Politechnika Śląska pracuje nad urządzeniami potwierdzającymi skuteczność maseczek ochronnych

Politechnika Śląska rozpoczęła współpracę z otoczeniem społeczno-gospodarczym, by przygotować urządzenia testujące skuteczność masek i wytworzyć filtry, które mogłyby stanowić wkładki do maseczek bawełnianych. Do badań Centrum Biotechnologii Politechniki Śląskiej włączyły się wydziały: Elektryczny, Mechaniczny Technologiczny, Chemiczny oraz Automatyki, Elektroniki i Informatyki, a także naukowcy z Instytutu Metali Nieżelaznych Sieci Łukasiewicz, Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.

Urządzenie pozwoli na testowanie zarówno za pomocą mikrocząsteczek fluorescencyjnych, jak i za pomocą inaktywowanych chemicznie wirusów. W tej kwestii śląscy naukowcy współpracują z prof. Krzysztof Pyrciem, wirusologiem z  Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ, kierownikiem zespołu badającego obecnie COVID-19. Jednocześnie w pracach nad bardziej zaawansowanym urządzeniem do testowania maseczek udział biorą jeszcze naukowcy z Wydziału Elektrycznego i Wydziału Mechanicznego Technologicznego Politechniki Śląskiej. Trwają prace nad urządzeniem, które zamontowane będzie na fantomie, na którym ćwiczy się resuscytację. Ta wersja pozwoli m.in. na rzeczywistą symulację wdechu, wydechu czy nawet kaszlu.

Aplikacje elektroniczne wspomagające diagnozowanie zakażenia SARS-CoV-2

Jednym z najskuteczniejszych sposobów na zahamowanie transmisji koronawirusa SARS-CoV-2 jest usprawnienie działań wykrywających jego obecność w organizmie człowieka. Internetowy system CIRCA ma na celu wesprzeć i przyspieszyć diagnostykę obrazową COVID-19 w oddziałach SOR.

Narzędzie zostało opracowane przez naukowców Wydziału Automatyki, Elektroniki i Informatyki. CIRCA wykorzystuje techniki uczenia maszynowego, które pozwolą lekarzom dyżurującym na izbach przyjęć oraz oddziałach szpitalnych na wstępną ocenę charakteru zmian w rejonie płuc pacjentów z zaburzeniami czynności oddechowych. System umożliwi identyfikację pacjentów wymagających różnego zaopatrzenia ze strony personelu medycznego, a także ułatwi diagnostykę w przypadku dużej liczby zakażeń, dając możliwość wydzielenia na podstawie ogólnie dostępnego badania RTG grupy osób o wysokim ryzyku zmian obrazowych typowych dla COVID-19.

Druk przyłbic ochronnych w technologii 3D

Produkcji przyłbic ochronnych z wykorzystaniem technologii druku 3D rozpoczęła się na Wydziale Inżynierii Biomedycznej. Równolegle zostały uruchomione procesy wewnętrznej współpracy z Wydziałem Mechanicznym Technologicznym. Do produkcji włączyli się także pracownicy Wydziału Inżynierii Materiałowej, a następnie wydziałów: Transportu i Inżynierii Lotniczej, Górnictwa, Inżynierii Bezpieczeństwa i Automatyki Przemysłowej, Elektryczny, Architektury, Inżynierii Środowiska i Energetyki, Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Matematyki Stosowanej, Budownictwa, Chemiczny, Organizacji i Zarządzania i Instytuty: Fizyki oraz Badań nad Edukacją i Komunikacją, a także Centrum Wytwarzania Przyrostowego.

Na Wydziale Mechanicznym Technologicznym opracowano także projekt, modele i prototyp przyłbicy ochronnej, która będzie wykonywana technologią wtrysku, co pozwoli na znaczne przyspieszenie produkcji i zwiększenie serii produkowanych przyłbic. W tym zakresie Wydział MT podjął współpracę z jednym z polskich zakładów przemysłowych.

W ramach akcji personel medyczny w województwie śląskim oraz inne jednostki otrzymały od Politechniki Śląskiej ok. 4000 sztuk przyłbic ochronnych.

Brama odkażająca dla personelu medycznego

Pracownicy i absolwenci Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Śląskiej oraz firma WAAM opracowali projekt specjalnej bramy, pozwalającej personelowi ratowniczemu odkazić swoje kombinezony ochronne, aby ryzyko zakażenia się wirusem SARS-CoV-2 przy ich ściąganiu zostało zminimalizowane. Pierwsza tego typu komora stanęła na Oddziale Zakaźnym Szpitala Specjalistycznego nr 1 w Bytomiu 15 kwietnia, a kolejne w: Szpitalu Rejonowym w Kłobucku, Samodzielnym Publicznym Szpitalu Klinicznym nr 1 im. prof. Stanisława Szyszko Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Zabrzu, w Niepublicznym Zakładzie Opieki Zdrowotnej VITO-MED. Sp. z o. o. w Gliwicach oraz w Muzeum w Oświęcimiu.

Wynalazek został zauważony i doceniony w skali światowej. Brama znalazła się w gronie 9 finalistów międzynarodowego konkursu HEALING SOLUTIONS FOR TOURISM CHALLENGE organizowanego przez Światową Organizację Zdrowia oraz Światową Organizację Turystyki, tym samym pokonując ponad 1100 zespołów z ponad 100 krajów.

System przesiewowego badania temperatury ciała z wykorzystaniem kamer termowizyjnych

Jednym z najczęstszych objawów zakażenia koronawirusem jest gorączka. Kamery termowizyjne umożliwiają szybki i bezkontaktowy pomiar temperatury skóry głowy. Dzięki temu możliwe jest prowadzenie na szeroką skalę procedur screeningowych w celu zidentyfikowania osób z podejrzeniem gorączki. Osoby te będą następnie przebadane klinicznie potwierdzonymi metodami pomiaru temperatury ciała. Kamery termowizyjne zostały przekazane szpitalom przez naukowców  Pracowni Inżynierii Biomedycznej biomed~lab na Politechnice Śląskiej, a także Wydziału Transportu i Inżynierii Lotniczej. Aktualnie urządzenia są używane w 4 placówkach medycznych w województwie śląskim.

Maski ochronne

Naukowcy z Politechniki Śląskiej zaprojektowali specjalnie na potrzeby personelu medycznego elementy, dzięki którym udało się połączyć maskę do nurkowania z filtrem HEPA, uzyskując tym samym maskę ochronną. Przejściówki zostały wytworzone za pomocą technologii druku 3D.

Z uwagi na różnorodność dostępnych masek oraz rosnące zapotrzebowanie opracowano kolejne dwa modele przejściówek. Do akcji prowadzonej na Wydziale Mechanicznym Technologicznym  Politechniki Śląskiej włączyły się także inne wydziały: Transportu i Inżynierii Lotniczej, Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Budownictwa oraz Instytutu Fizyki. Na Wydziale Inżynierii Materiałowej został uruchomiony także druk 3D przejściówek stosowanych do standardowych masek typu 3M. Umożliwiają one zastosowanie filtrów DAR.

Przejściówki w liczbie ok. 1200 sztuk pozwoliły na stworzenie masek ochronnych, zabezpieczając lekarzy w szpitalach województwa śląskiego, a także innych placówek w Polsce.

Ozonator i resuscytator

Jednym z większych problemów jest obecnie przewóz osób zakażonych wirusem i konieczność szybkiej dezynfekcji pojazdów. Na Wydziale Mechanicznym Technologicznym są prowadzone prace nad ozonatorem, który wspomoże pogotowia w szybkiej dezynfekcji pojazdu, zmniejszając ryzyko zakażenia koronawirusem personelu medycznego oraz pacjentów.

Automatyczny resuscytator powstał na Wydziale Inżynierii Środowiska i Energetyki. Urządzenie ma służyć do mechanicznego wspomagania oddychania pacjentów z problemami oddechowymi. Nie zastąpi ono oczywiście profesjonalnego respiratora, ale w lżejszych przypadkach niewydolności oddechowej można go użyć w zamian, szczególnie jeśli obserwowany byłby drastyczny wzrost zachorowań na COVID-19.

Pomoce dydaktyczne

Pracownicy i studenci Instytutu Badań nad Edukacja i Komunikacją, wychodząc naprzeciw potrzebom i oczekiwaniom nauczycieli i rodziców, stworzyli stronę internetową, na której znajdują się pomoce dydaktyczne.

Zaangażowanie studenckich kół naukowych i organizacji ogólnouczelnianych

  • SKN Biosoft wspiera tworzenie przyłbic;
  • Silesian Greenpower włączyło się do produkcji przyłbic w ramach akcji Przyłbice dla szpitali;
  • Studenci, pracownicy Katedry Inżynierii Produkcji, Wydział Inżynierii Materiałowej – szyją maseczki ochronne;
  • Akademicki Zespół Tańca PŚ Dąbrowiacy – szyje maseczki ochronne.