FABRICAN EN SAN DIEGO «PULMÓN ARTIFICIAL» PARA ENFERMOS DE COVID 19, A BAJO COSTO

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Los respiradores podrían ser desplegados en países de bajos ingresos o durante una oleada.Son fáciles de fabricar

Las dos universidades más grandes de San Diego están desarrollando ventiladores para los pacientes de covid 19 que podrían costar menos que un vuelo de Navidad a Nueva York y de vuelta.Kevin Wood, profesor asistente de ingeniería mecánica, muestra un ventilador económico que su equipo construyó.

La Universidad Estatal de San Diego estima que su modelo cuesta 550 dólares; la UC San Diego estima 500 dólares por su dispositivo. Los ventiladores de alta gama pueden costar hasta 50 mil dólares.

Con un poco de suerte, estos ventiladores nunca se usarán en San Diego. Los hospitales del condado han tenido suficientes ventiladores para atender a los pacientes hasta ahora.

Pero eso podría cambiar si una oleada de casos abruma el sistema de salud. Y hay muchos otros países que necesitan ventiladores asequibles.

Iinspiración para la respiración

La mayoría de los pacientes de COVID-19 se recuperan sin necesidad de cuidados médicos especializados. Pero en algunos casos, el novedoso coronavirus daña tanto los pulmones de una persona que le cuesta respirar por sí mismo.

Ahí es donde entran los ventiladores. Estas máquinas suministran cantidades controladas de aire a los pulmones para mantener el cuerpo provisto de oxígeno.

Las oleadas en Wuhan, China, así como en Nueva York e Italia hicieron temer que el suministro de ventiladores no pudiera mantener el ritmo de la demanda en las regiones más afectadas por la pandemia.

La empresa local de equipos médicos ResMed, que suele fabricar máquinas para la apnea del sueño, cambió para fabricar decenas de miles de respiradores. Y los investigadores de San Diego, Boston y Barcelona comenzaron a trabajar en diseños más simples y baratos.

“Cuando empezamos, pensamos que iba a haber una gran demanda de sistemas de ventilación en San Diego”, dijo Kevin Wood, un ingeniero mecánico de la SDSU. “Inicialmente nos centramos en satisfacer las necesidades del área local.”

La experiencia de Wood es en la investigación de baterías, no de dispositivos médicos. Pero él y su laboratorio respondieron a una llamada del Departamento de Defensa en marzo para propuestas de ventiladores de bajo costo y fáciles de montar.

Los investigadores de la Escuela de Ingeniería Jacobs de la UCSD también hicieron un rápido giro después de ver los informes de los hospitales italianos.

“Fue casi, ‘bajen las herramientas. Lo que sea que estén haciendo, ahora estamos haciendo respiradores’”, dijo el Dr. Lonnie Petersen, un médico-científico y miembro de la facultad de la Escuela Jacobs.

Mantenlo simple, científico

Los investigadores de la Escuela de Ingeniería Jacobs de la UCSD diseñaron el MADVent Mark V, un ventilador de bajo costo.

(UC San Diego Jacobs School of Engineering)

Para mantener los costos bajos, ambos grupos de investigadores comenzaron con el diseño más simple posible: empujar el aire a través de una bolsa conectada a un tubo que alimentaría las vías respiratorias de una persona.

Los primeros en responder usan una configuración similar en los pacientes que luchan por respirar en el camino al hospital. Pero en lugar de comprimir la bolsa a mano, los investigadores comprimieron mecánicamente las bolsas.

Ese fue un buen comienzo, pero fue una solución demasiado simple, dice Petersen, quien ha trabajado en unidades de cuidados intensivos como médico. Los pulmones de algunos pacientes de COVID-19 son tan débiles que necesitan el ventilador para hacer todo el trabajo por ellos, mientras que otros simplemente necesitan un poco de ayuda adicional para respirar.

Petersen y sus colegas ajustaron su diseño de estructura desnuda añadiendo un par de sensores para medir la presión del aire que suministran y cómo eso afecta al paciente. Wood y su equipo hicieron ajustes similares.

“La ventilación proporcionada por la bolsa (es) realmente adaptada al paciente”, dijo Petersen. “Si el paciente cambia, progresa en la enfermedad o se recupera un poco, el sistema puede adaptarse”.

Ambos equipos también diseñaron sus ventiladores para controlar la cantidad de oxígeno que suministran. El ventilador de Wood, por ejemplo, puede suministrar dosis cada vez más altas de oxígeno, hasta el 100 por ciento. Los niveles de oxígeno en la sangre de los pacientes con covid 19 pueden descender peligrosamente, incluso en pacientes que no sienten falta de aliento; los largos periodos de privación de oxígeno pueden dañar el corazón y el cerebro.

Pero aunque estos respiradores más simples y baratos son útiles en una crisis, no son un sustituto permanente de los modelos estándar, dice el Dr. Jess Mandel, jefe de cuidados críticos pulmonares y medicina del sueño de la UC San Diego. Los ventiladores estándar pueden costar decenas de miles de dólares porque utilizan un complejo conjunto de sensores que permiten a los trabajadores de la salud ajustar y monitorear el suministro de aire de un paciente.

“Tiene un aspecto barato, rápido y sucio, y ese es tanto su punto fuerte como su punto débil”, dijo Mandel, que está al tanto de ambos proyectos pero no fue miembro de ninguno de los dos equipos. “Ciertamente es más limitado que los tipos de ventiladores que usamos”.

Aplicaciones globales

Ninguno de los dispositivos de los dos grupos ha sido autorizado para su uso por el momento. Necesitarán una autorización de uso de emergencia de la Administración de Drogas y Alimentos para desplegar sus respiradores en los Estados Unidos.

El equipo de la UCSD ha solicitado la autorización y está esperando respuesta de la FDA; Wood y el grupo de la SDSU planean solicitarla la semana que viene. Los investigadores de la UCSD ya han compartido su diseño en línea para que cualquiera lo adopte y adapte.

Wood ha estado en contacto con médicos en Tijuana y funcionarios de la COFEPRIS (el equivalente de la FDA en México) sobre la aprobación del dispositivo para su uso en México. Eso probablemente implicará experimentos adicionales con animales, dice. Wood también ha asegurado a D&K Engineering, un fabricante local, como socio para producir los ventiladores una vez que tenga noticias de los funcionarios reguladores.

Pero a pesar de todo el esfuerzo que ambos equipos han puesto en estos ventiladores, prefieren no verlos nunca usados en San Diego.

“Nos encantaría que nunca se utilizaran”, dijo Petersen. “Así que en verdad, distancia social, quédense en casa tanto como sea posible, lávense las manos y usen un tapabocas.

“Nuestra mayor esperanza es que todos estos esfuerzos sean en vano”.