F\u00edsicos e ingenieros de nueve pa\u00edses ayudaron a construir el Ventilador Mec\u00e1nico Milano, cuyo uso ha sido aprobado por la Administraci\u00f3n de Drogas y Alimentos de EE. UU. Cr\u00e9dito: colaboraci\u00f3n de MVM <\/p>\n
En poco m\u00e1s de un mes, un equipo de f\u00edsicos e ingenieros de todo el mundo tom\u00f3 un dise\u00f1o de ventilador simplificado desde el concepto hasta la aprobaci\u00f3n de la Administraci\u00f3n de Drogas y Alimentos de EE. UU. Este hito importante marca el uso seguro del ventilador en los Estados Unidos bajo la Autorizaci\u00f3n de uso de emergencia de la FDA, que ayuda a respaldar la salud p\u00fablica durante una crisis. <\/p>\n
El Ventilador Mec\u00e1nico Milano, o MVM, es una creaci\u00f3n del f\u00edsico Cristiano Galbiati. El profesor del Instituto de Ciencias Gran Sasso y de la Universidad de Princeton, que normalmente dirige un experimento de materia oscura en Italia llamado DarkSide-20k, se encontr\u00f3 encerrado en Mil\u00e1n, una ciudad muy afectada por el COVID-19. Al escuchar los informes sobre la escasez de ventiladores y con el deseo de ayudar, Galbiati se acerc\u00f3 a otros investigadores para desarrollar un ventilador con componentes m\u00ednimos que pudiera fabricarse r\u00e1pidamente utilizando piezas com\u00fanmente disponibles.<\/p>\n
\u00abLa sensaci\u00f3n de crisis era palpable, y yo sab\u00eda que la disponibilidad de ventiladores era cr\u00edtica\u00bb, dijo Galbiati, quien obtuvo su doctorado en la Universidad de Mil\u00e1n. \u00abHab\u00edamos estado haciendo algunos proyectos complicados en f\u00edsica que requer\u00edan trabajar con gases, y pens\u00e9 que era nuestro deber encontrar una manera de llevar ox\u00edgeno a los pulmones de los pacientes\u00bb.<\/p>\n
La noticia se extendi\u00f3 r\u00e1pidamente, con ingenieros y f\u00edsicos de nueve pa\u00edses, especialmente Italia, Estados Unidos y Canad\u00e1, se unieron para ayudar. En el Fermilab del Departamento de Energ\u00eda de los EE. UU., los investigadores que normalmente dedican sus d\u00edas a construir y hacer funcionar detectores delicados r\u00e1pidamente aplicaron sus habilidades y ofrecieron su tiempo para construir un dispositivo para pulmones delicados.<\/p>\n
\u00abHay un gran beneficio para nosotros\u00bb. Nos hemos beneficiado de la forma en que funcionan las colaboraciones de f\u00edsica de part\u00edculas\u00bb, dijo Steve Brice, jefe de la Divisi\u00f3n de Neutrinos de Fermilab. \u00abLa estructura ya establecida tiene grandes grupos multidisciplinarios internacionales. Podemos reasignar esa estructura para trabajar en algo diferente, y puede moverse mucho m\u00e1s r\u00e1pido\u00bb.<\/p>\n
El MVM est\u00e1 inspirado en el Manley ventilador construido en la d\u00e9cada de 1960. El dise\u00f1o es simple, econ\u00f3mico, compacto y solo requiere ox\u00edgeno comprimido (o aire medicinal) y una fuente de energ\u00eda el\u00e9ctrica para funcionar. El toque moderno proviene de la electr\u00f3nica y el sistema de control.<\/p>\n
\u00abNos estamos concentrando en el software y dejando que el hardware sea lo m\u00e1s m\u00ednimo posible\u00bb, dijo Stephen Pordes, miembro de DarkSide y Cient\u00edfico del Fermilab destinado en el CERN para trabajar en un prototipo de detector para el Experimento de neutrinos subterr\u00e1neos profundos, conocido como DUNE. Ha ofrecido su tiempo como voluntario para coordinar algunos de los esfuerzos de MVM junto con Cary Kendziora de la Divisi\u00f3n de F\u00edsica de Part\u00edculas de Fermilab. \u00abEste proyecto ha ido creciendo org\u00e1nicamente. La gente ve un lugar donde hay una necesidad, y toman su propia iniciativa para ayudar y participar\u00bb.<\/p>\n
El MVM est\u00e1 en construcci\u00f3n. Cr\u00e9dito: colaboraci\u00f3n de MVM <\/p>\n
Y los voluntarios se han incorporado con una amplia gama de habilidades. La editora t\u00e9cnica de Fermilab, Anne Heavey, se uni\u00f3 para trabajar en la documentaci\u00f3n y el manual del usuario, reutilizando el formato del Informe de dise\u00f1o t\u00e9cnico recientemente publicado para DUNE. Elena Gramellini, una f\u00edsica italiana de neutrinos que trabaja en Fermilab, se puso en contacto con m\u00e9dicos en primera l\u00ednea en Italia. Jen Raaf, una f\u00edsica de neutrinos que trabaja en experimentos con arg\u00f3n l\u00edquido, trabaj\u00f3 con el fabricante de dispositivos m\u00e9dicos Elemaster y dirigi\u00f3 el esfuerzo para reunir todos los elementos necesarios para la aprobaci\u00f3n de la FDA.<\/p>\n
\u00abQuer\u00eda sentir que estaba haciendo algo \u00fatil\u00bb, dijo Raaf. \u00abEs realmente agradable ver a la humanidad haciendo cosas buenas por otras personas\u00bb.<\/p>\n
El proyecto no se ha limitado a los investigadores. Mientras trabajaba en los prototipos, el equipo se asegur\u00f3 de involucrar a m\u00e9dicos, fabricantes de dispositivos m\u00e9dicos y reguladores para garantizar que estuvieran haciendo algo \u00fatil para los hospitales, creando algo con una cadena de suministro s\u00f3lida que pudiera producirse r\u00e1pidamente y construyendo el ventilador con las especificaciones correctas. <\/p>\n
\u00abUno de los problemas clave fue traducir entre lo que t\u00e9cnicamente hace la m\u00e1quina y c\u00f3mo los operadores interactuar\u00edan con la m\u00e1quina en s\u00ed\u00bb, dijo Gramellini. \u00abHa sido un gran aprendizaje de mi parte tratar de ver el ventilador de la forma en que un m\u00e9dico operar\u00eda la m\u00e1quina\u00bb.<\/p>\n
Expertos de la industria y la medicina estuvieron disponibles para consultas; los m\u00e9dicos probaron los prototipos de MVM en simuladores de respiraci\u00f3n. Detr\u00e1s de todas las largas horas extra y el estr\u00e9s del intenso proyecto hab\u00eda un sentido de urgencia y motivaci\u00f3n para todos los involucrados.<\/p>\n
\u00abNunca hab\u00eda visto que algo se concretara a esta velocidad\u00bb, dijo Heavey. \u00abEs simplemente fenomenal\u00bb.<\/p>\n
Con colaboradores distribuidos en 10 zonas horarias diferentes, el trabajo en varios sistemas pudo continuar casi las 24 horas del d\u00eda, lo que permiti\u00f3 a MVM avanzar desde la publicaci\u00f3n de un documento preliminar el 23 de marzo hasta la aprobaci\u00f3n de la FDA. el 1 de mayo.<\/p>\n
Esquema del Ventilador Mec\u00e1nico Milano. Cr\u00e9dito: colaboraci\u00f3n MVM <\/p>\n
\u00abEst\u00e1 en nuestro ADN colaborar a trav\u00e9s de las fronteras y en tiempo real como f\u00edsicos de part\u00edculas\u00bb, dijo Galbiati. \u00abA medida que aumentaban las fronteras y las cadenas de suministro se volv\u00edan m\u00e1s dif\u00edciles, segu\u00eda siendo un faro de esperanza para m\u00ed poder colaborar internacionalmente. Es importante ver que mientras el virus se propaga por todo el mundo a la velocidad de los aviones, la investigaci\u00f3n es propag\u00e1ndose a la velocidad de Internet. Y si hay una manera de derrotar al virus, es si la investigaci\u00f3n puede prevalecer\u00bb.<\/p>\n
Si bien los f\u00edsicos est\u00e1n acostumbrados a colaborar a distancia, lo hacen mientras trabajan a distancia y el distanciamiento social agreg\u00f3 una nueva arruga. Trabajando desde casa, los investigadores no ten\u00edan acceso a todas las herramientas que tendr\u00edan en el trabajo todas las piezas que necesitaban para probar en un solo lugar. En cambio, conectaron varios componentes a trav\u00e9s de Internet. Entonces, un microcontrolador en Italia podr\u00eda conectarse y recibir software escrito en los Estados Unidos, y luego hacer que alguien pruebe la interfaz en una pantalla t\u00e1ctil en Canad\u00e1.<\/p>\n
\u00abSi me hubieras preguntado antes de todo esto si era posible, Hubiera dicho que no, que llevar\u00eda meses\u201d, dijo Marco Del Tutto, f\u00edsico de neutrinos en Fermilab que trabaj\u00f3 en el software y los microcontroladores junto con Gennadiy Lukhanin de la Divisi\u00f3n de Computaci\u00f3n Cient\u00edfica. \u00abNunca antes hab\u00eda hecho algo as\u00ed y no est\u00e1bamos seguros de tener \u00e9xito. Pero todos acordamos que al menos deber\u00edamos intentarlo. Se lo deb\u00edamos a todos\u00bb.<\/p>\n
A principios de abril, Los prototipos completos de unidades MVM en cajas temporales impresas en 3D se abrieron paso a trav\u00e9s de rigurosas pruebas en Italia y con colaboradores de todo el mundo y funcionaron. Eric Dahl, cient\u00edfico de Fermilab y de la Universidad Northwestern, pudo usar un simulador de respiraci\u00f3n en Northwestern Simulation (un centro de capacitaci\u00f3n cl\u00ednica que forma parte de la Escuela de Medicina Feinberg) para probar uno de los primeros prototipos y brindar informaci\u00f3n sobre el camino hacia el dise\u00f1o aprobado. El MVM ahora funciona correctamente en dos modos: ventilaci\u00f3n completa de un paciente y soporte respiratorio.<\/p>\n
\u00abEste esfuerzo es la demostraci\u00f3n de que la comunidad de f\u00edsica de part\u00edculas presta atenci\u00f3n a la aplicaci\u00f3n de la investigaci\u00f3n b\u00e1sica para las necesidades sociales\u00bb, dijo Fernando Ferroni, profesor del Instituto de Ciencias Gran Sasso y ex presidente de INFN, el Instituto Nacional de F\u00edsica Nuclear de Italia. \u00abHaber aplicado los esfuerzos de cientos de personas de manera muy eficiente fue posible gracias al nivel de organizaci\u00f3n y la visi\u00f3n compartida de esta comunidad. Es un resultado sorprendente, de hecho\u00bb.<\/p>\n
El resultado final es una -ventilador de origen con piezas listas para usar que el equipo de MVM espera que cierre la brecha entre la oferta y la demanda en un corto plazo. Los dise\u00f1os de hardware y software se har\u00e1n de acceso p\u00fablico, por lo que, en principio, cualquier persona en el mundo podr\u00eda hacer su propia versi\u00f3n. Galbiati ahora est\u00e1 trabajando con Elemaster y otros fabricantes en la primera producci\u00f3n a granel y llevando ventiladores a donde m\u00e1s se necesitan.<\/p>\n
\u00abHa sido maravilloso trabajar con un grupo de cient\u00edficos y ingenieros\u00bb, dijo Art McDonald, premio Nobel y responsable de la participaci\u00f3n de Canad\u00e1 en MVM. \u00abTodos han estado trabajando duro en esto porque lo ven como una forma en que pueden usar sus habilidades para ayudar en esta crisis mundial. Estamos muy agradecidos por las contribuciones de los miembros de nuestro equipo y por todo el apoyo externo que hemos recibido. .\u00bb <\/p>\n
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