Respirador simple y de bajo costo se basa en las bolsas de reanimación disponibles
Los investigadores evalúan el funcionamiento de un respirador simple y de bajo costo basado en las bolsas de reanimación que se llevan en las ambulancias. Crédito: Steven Norris, Georgia Tech
Un equipo internacional de investigadores universitarios ha diseñado un ventilador sencillo y económico basado en las bolsas de reanimación que se llevan en las ambulancias y que está ampliamente disponible en los hospitales. El dispositivo, que funciona con un motor de 12 voltios, podría ayudar a satisfacer las demandas médicas máximas en el mundo industrializado y servir a países con recursos limitados que no cuentan con suministros de ventiladores convencionales.
«La alta tasa de transmisión y las debilitantes consecuencias respiratorias de la COVID-19 están generando una demanda insatisfecha de ventiladores en todo el mundo. Es reconfortante ver que los fabricantes estadounidenses ofrecen código abierto a algunos de sus diseños aprobados por la FDA para estimular la producción». dijo Susan Margulies, presidenta del Departamento de Ingeniería Biomédica Wallace H. Coulter en Georgia Tech y la Universidad de Emory, experta en lesiones pulmonares asociadas a ventiladores. «Nuestra estrategia para expandir rápidamente el suministro de ventiladores se centra en un diseño simple y de bajo costo basado en bolsas de reanimación comunes que llevan las ambulancias».
El dispositivo, que puede servir a dos pacientes simultáneamente, se puede producir a partir de material de metal de bajo costo y engranajes de plástico. La energía proviene de adaptadores de pared estándar o baterías de vehículos de 12 voltios. El equipo de investigación está trabajando con la Oficina de Transferencia de Tecnología de la Universidad de Emory para trasladar el diseño a la fabricación.
«Estamos adaptando los resucitadores de bolsa, válvula y máscara (BVM) que ya están en su lugar, diseñados para ser exprimido manualmente para revivir a un paciente», dijo Shannon Yee, profesora asociada en la Escuela de Ingeniería Mecánica George W. Woodruff de Georgia Tech. «Estamos brindando la asistencia mecánica que permite apretar las bolsas continuamente durante días en lugar de períodos cortos de tiempo. Estamos utilizando la infraestructura que ya existe».
El dispositivo fue diseñado en la Universidad de Cranfield en el Reino Unido y construido y probado en Georgia Tech en colaboración con la Universidad de Emory. En Cranfield, el profesor Leon Williams, director del Centro para el Diseño Creativo Competitivo, se especializa en creación rápida de prototipos y ha estado iterando los diseños con investigadores en Atlanta.
«Hemos prestado especial atención a los requisitos de la medicina especialistas para garantizar que el sistema sea apto para el propósito», dijo Williams. «Por ejemplo, nos hemos asegurado de que el operador del sistema pueda ajustar manualmente el volumen corriente, el volumen de aire que llega a los pulmones con cada respiración, para proteger al paciente».
Un ventilador sencillo y económico basado en el Las bolsas de reanimación que se llevan en las ambulancias, y que están ampliamente disponibles en los hospitales, han sido diseñadas por un equipo internacional de investigadores universitarios. Crédito: Steven Norris, Georgia Tech
Yee dijo que el dispositivo está destinado a satisfacer las necesidades críticas creadas por la pandemia de COVID-19.
«Lo que es único acerca de nuestro diseño es que tenemos dos BVM por ventilador , que permite que dos personas respiren con cada dispositivo que se construye», dijo Yee. «Nuestro objetivo era proporcionar lo esencial para un ventilador que ayude a los pacientes que tienen COVID-19 o síndrome de dificultad respiratoria aguda».
Aunque cada ventilador de emergencia puede atender a dos pacientes simultáneamente, su flujo de aire es independiente para evitar la contaminación cruzada. Los volúmenes de flujo se pueden controlar de forma independiente para satisfacer las necesidades de cada paciente.
Además de Yee y Williams, Kyle Azevedo, un ingeniero de investigación del Georgia Tech Research Institute (GTRI), ha estado apoyando el control de calidad y procedimientos de prueba para el dispositivo, en colaboración con los investigadores de GTRI Jonathan Holmes y Wiley Holcombe. Ya se ha ensamblado un pequeño lote de dispositivos para pruebas de banco y compartido con hospitales de Georgia para su evaluación.
«Creemos que estos dispositivos se pueden fabricar en masa en cantidades que tengan un impacto tangible en la escasez de ventiladores a nivel nacional o mundial ”, dijo Azevedo. «Aprovechar los resucitadores BVM reduce la necesidad de componentes electrónicos complejos, y la mayoría de las piezas se pueden cortar de material plano o imprimir en 3D. El accionamiento se realiza a través de un simple motor de CC y un regulador, que están ampliamente disponibles».
GTRI tiene experiencia en hacer realidad los conceptos y está asesorando sobre la ampliación de la fabricación de los dispositivos. «Es muy importante prestar atención al diseño para la fabricación en masa», dijo.
Un ventilador simple y de bajo costo basado en las bolsas de reanimación que se llevan en las ambulancias, y ampliamente disponible en los hospitales, ha sido diseñado por un equipo internacional de investigadores universitarios. En esta foto se muestra el equipo de Georgia Tech que lo construyó y lo probó. Crédito: Shannon Yee, Georgia Tech
El sistema de ventilación BVM automatizado ha sido diseñado para usarse en situaciones de emergencia donde todos los demás ventiladores están ocupados, o en áreas con recursos restringidos donde los ventiladores tradicionales simplemente no están disponibles. Los sistemas están destinados a usarse de manera temporal hasta que un ventilador convencional esté disponible.
El sistema está diseñado para que su producción sea económica. «El sistema BVM está diseñado a propósito para ser modular y reconfigurable», dijo Williams. «Si necesitamos realizar más mejoras en el sistema con el tiempo, esto es posible».
Debido a que está destinado a la producción y el uso global, el diseño del ventilador BVM enfatizó el uso de la menor cantidad de piezas posible, dijo Yee. . El ventilador puede suministrar oxígeno desde el sistema de suministro integrado de un hospital o desde un generador de oxígeno portátil. El dispositivo debe usarse junto con un oxímetro de pulso u otro dispositivo que proporcione de manera confiable una lectura en tiempo real de los niveles de oxígeno del paciente.
«Diseñamos el ventilador para que sea fácil de fabricar, cortado de láminas de acero «, explicó Yee. «Los kits se pueden ensamblar y empacar planos para el envío, luego se pueden volver a ensamblar donde sea necesario. La fabricación requiere habilidades que están fácilmente disponibles, e incluso se pueden usar herramientas manuales».
Con solo unas pocas semanas hasta que la demanda de Se espera que el apoyo médico de los ventiladores alcance su punto máximo en algunas comunidades muy afectadas, los investigadores entienden la carrera contra el tiempo para hacer llegar sus dibujos de ingeniería a los fabricantes. «Realmente necesitamos hacer llegar esto a la gente», dijo Yee. «El tiempo es la esencia.»
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Siga las últimas noticias sobre el brote de coronavirus (COVID-19) Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Georgia Cita: respirador simple y de bajo costo basado en bolsas de reanimación disponibles (2020 , 6 de abril) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-04-simple-low-cost-ventilator-resuscitation-bags.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.