Respiradores para UCI: qué son, cómo funcionan y por qué es difícil fabricar más
Crédito: Shutterstock
En todo el mundo, las personas se apresuran a diseñar y fabricar los respiradores que tanto necesitan para abordar la falta de suministro global. Según los informes, un hospital de Nueva York intentó tratar a dos pacientes por ventilador por desesperación.
El 26 de marzo, una declaración conjunta publicada por la Sociedad Estadounidense de Anestesiólogos aconsejó con respecto a los pacientes con COVID-19 que: «no se debe intentar compartir ventiladores mecánicos porque no se puede hacer de manera segura con el equipo actual».
Los ventiladores ayudan al paciente a respirar ayudando a los pulmones a inhalar y exhalar aire. Estas máquinas se utilizan para tratar a pacientes que padecen afecciones que incluyen neumonía, lesión cerebral y accidente cerebrovascular.
El virus SARS-CoV-2 (causante de la enfermedad COVID-19) ataca el sistema respiratorio. Cuando se infecta, la capacidad del paciente para respirar se ve comprometida. En los casos leves, la respiración o el apoyo respiratorio se pueden proporcionar mediante medios no invasivos, como la administración de aire rico en oxígeno a través de una máscara facial.
En casos más graves, cuando un paciente sufre dificultad respiratoria aguda, se requiere una forma invasiva de asistencia respiratoria. Esto se proporciona a través de una vía aérea artificial. Se inserta un tubo conectado a un ventilador en la boca o la nariz del paciente (y por la tráquea), o a través de un orificio practicado quirúrgicamente en el cuello.
Inhalar, exhalar
La función principal de un ventilador es bombear o soplar aire rico en oxígeno a los pulmones; esto se conoce como «oxigenación». Los ventiladores también ayudan a eliminar el dióxido de carbono de los pulmones, y esto se conoce como «ventilación».
Un tipo básico de ventilador es la máscara con válvula de bolsa (BVM). El BVM, también conocido como Ambu Bag, es operado manualmente por una persona que aprieta una vejiga autoinflable. Esta es una herramienta esencial para las tripulaciones de ambulancias, los socorristas y las unidades de cuidados intensivos. Es ligero, compacto y fácil de usar.
Sin embargo, en situaciones donde se necesita un intercambio de aire constante y controlado (entrada de oxígeno, salida de dióxido de carbono), se requieren ventiladores mecánicos. Estos parecen un producto médico por excelencia.
Un ventilador mecánico consta de una caja computarizada que se coloca encima de un carrito móvil. Hay una variedad de pantallas, diales, cables de datos, cables de alimentación y tubos de gas. Los ventiladores mecánicos modernos son equipos muy complejos y sofisticados. Su mayor complejidad en comparación con Ambu Bag permite un nivel de atención superior.
Las características adicionales y las medidas de control de los ventiladores mecánicos permiten ajustes como:
- cuánto dura la inhalación de un paciente
- cuánto aire se recibe
- la frecuencia con la que se recibe aire
- la concentración de oxígeno en el aire (el aire tiene aproximadamente un 21 % de oxígeno, pero en algunos casos el porcentaje de oxígeno aumenta)
- cuánta presión se inflan los pulmones del paciente a
- la temperatura y la humedad del aire.
Crédito: The Conversation
Ventilatorsa DIY project?
Fabricar un ventilador mecánico requiere una experiencia considerable en investigación, diseño y fabricación. Fabricar un ventilador mecánico comercial significa garantizar la confiabilidad, la capacidad de servicio y el cumplimiento de estrictos estándares normativos.
Todo esto es vital, ya que los ventiladores mecánicos se utilizan a menudo en situaciones de vida o muerte. Y es por eso que, al igual que otros dispositivos médicos especializados, no son baratos. Un ventilador mecánico puede costar hasta 50 000 dólares estadounidenses (alrededor de 82 000 dólares australianos).
En respuesta a una necesidad global de ventiladores mecánicos, varios grupos de todo el mundo han surgido con diseños de ventiladores alternativos, cada uno de los cuales afirma que sus diseños funcionan y se puede fabricar de forma rápida y económica.
Varios de estos ventiladores mecánicos de bricolaje se basan en el diseño de Ambu Bag, incluida la ventilación de pulmón abierto y las propuestas de Triple 8 Racing, la empresa aeroespacial de Richard Branson, Virgin Orbit, y la empresa británica de electrodomésticos y jardinería Gtech.
Sin embargo, en lugar de depender de la activación manual como la vejiga Ambu Bag, estos diseños usan automatización mecánica para presionar y liberar la vejiga en los intervalos deseados. Algunos controles básicos están disponibles, pero la ventaja más significativa es su simplicidad inherente.
Los grandes jugadores se unen a la carrera
También han aparecido propuestas de ventiladores más complejas. El ventilador mecánico Milano (MVM) se inspiró en un diseño de la década de 1960 y utiliza el oxígeno médico presurizado disponible en los hospitales para impulsar el ventilador. Esto simplifica considerablemente la unidad, ya que no necesita motor.
El MVM fue diseñado por más de cien académicos e investigadores de todo el mundo. Incluso cuenta con un sistema de control habilitado a través de conectividad wifi.
Dyson desarrolló una propuesta que se asemeja más a los ventiladores existentes, luego de una solicitud urgente del primer ministro británico, Boris Johnson, quien fue trasladado a la UCI anoche mientras lucha contra el COVID-19. El ventilador Dyson, como era de esperar, incorpora un motor de una de sus icónicas aspiradoras.
Dyson es una empresa de diseño y fabricación reconocida internacionalmente. Dirigir sus recursos a un ventilador mecánico no es tan difícil como lo sería para otras empresas. Después de todo, gestionar el movimiento del aire es una función central de los productos de Dyson (principalmente aspiradoras, ventiladores y secadores de pelo).
Es importante destacar que Dyson solo lanzará su ventilador una vez que cumpla con las especificaciones de la autoridad sanitaria británica.
Pero mientras continúa la carrera para diseñar y fabricar los ventiladores que tanto se necesitan, los trabajadores de la salud en primera línea deben conformarse con lo que tienen. Esperemos que estos esfuerzos colectivos pronto puedan aliviar algo de su estrés.
Explore más
Siga las últimas noticias sobre el brote de coronavirus (COVID-19) Proporcionado por The Conversation
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
Cita: Ventiladores de UCI: qué son, cómo funcionan y por qué es difícil fabricar más (2020, 7 de abril) consultado el 31 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news /2020-04-icu-ventilators-hard.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.