Investigadores de la Universidad de Texas en Austin están construyendo un nuevo tipo de ventilador hecho de materiales ampliamente disponibles para ayudar a satisfacer la demanda creada por la propagación del COVID-19 para estos dispositivos críticos que ayudan a los pacientes a respirar.

Los ventiladores se vuelven necesarios cuando los pacientes no pueden respirar por sí mismos, bombeando físicamente oxígeno a sus pulmones. Son escasos. Es por eso que los investigadores están construyendo un "ventilador puente" que otros pueden replicar y producir en masa.

"El problema es que cuando las UCI se llenan, no hay más ventiladores, "dijo Thomas Milner, profesor del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Escuela de Ingeniería Cockrell, quién está liderando el proyecto. "Y no puede traer nuevas camas de UCI porque no tiene ventiladores".

Los hospitales de Texas tenían aproximadamente 3, 730 ventiladores en 2009 durante la pandemia de H1N1, según una investigación publicada en 2017. Ese suministro es suficiente para atender las necesidades de los pacientes durante escenarios de pandemia leve a moderada. Sin embargo, durante un escenario más severo, la demanda proyectada en todo el estado sería superior a 10, 000 ventiladores, la investigación encontró, superando con creces los recursos de 2009.

El dispositivo se llama Unidad de respiración Austin Bridge, y utiliza un resucitador manual, una herramienta común llamada bolsa AMBU (unidad de respiración médica artificial). El AMBU es un dispositivo de mano aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. Que incluye una bolsa que se llena de oxígeno y una máscara que los pacientes usan para recibir ventilación. Sin embargo, la unidad requiere que una persona comprima la bolsa con frecuencia para ayudar a los pacientes a respirar, una tarea desafiante en un momento en el que el personal médico de todo el país está agotado debido al coronavirus. El equipo necesitaba una forma de comprimir automáticamente la bolsa para llevar oxígeno a los pacientes.

Un motor de limpiaparabrisas extraído de un Toyota Camry impulsa una pequeña rueda giratoria que empuja hacia abajo la bolsa para controlar el flujo de oxígeno. Cuatro potenciómetros controlan la frecuencia respiratoria, el volumen de oxígeno administrado a los pacientes, el tiempo para inhalar y la presión máxima.

"Esencialmente, estamos reemplazando la mano humana que normalmente presionaría contra la bolsa para inyectar oxígeno en los pulmones del paciente, "Dijo Milner.

Milner dijo que a un colega se le ocurrió la idea de usar un motor de limpiaparabrisas durante una sesión de lluvia de ideas. Estos motores están disponibles, confiable y económico. Pasan por pruebas exhaustivas como parte del proceso de producción de automóviles. El equipo tardó un poco en descubrir el motor, pero trabajaron con un mecánico local para aprender los entresijos.

El equipo está probando el dispositivo en un maniquí de la Escuela de Medicina Dell de UT y está probando pulmones proporcionados por UT Health San Antonio.

Una vez que el equipo haya examinado su prototipo, el plan es proporcionar una licencia abierta para el diseño para que cualquiera pueda hacer su propio bajo costo, ventilador confiable. Los investigadores y un equipo de la Facultad de Medicina de Dell están en conversaciones con numerosos socios de fabricación, con el objetivo de producir rápidamente al menos 2, 000 ventiladores. Unorthodox Ventures de Austin se ha comprometido a producir cinco unidades prototipo para que el equipo las pruebe.

Debido a que los componentes del dispositivo están regulados individualmente, Milner espera la aprobación en cuestión de semanas en lugar de meses. Hace poco, la FDA emitió un protocolo de autorización de uso de emergencia para acelerar la producción de ventiladores y otros dispositivos respiratorios.

"En realidad, todo lo que estamos haciendo es hacer lo que diríamos es una simple modificación de cómo empuja la bolsa, "Dijo Milner.

Su equipo de UT incluye a Arnold Estrada, Scott Jenny, Nitesh Katta, Aydin Zahedivash, Tim Phillips y Austin McElroy. Numerosos médicos también están contribuyendo al proyecto, incluido el Dr. Paul Harford de la Facultad de Medicina de Dell, y los Dres. Stephen Derdak y Marc Feldman y el terapeuta respiratorio Richard Wettstein, todos de UT Health San Antonio. El grupo es parte de un Consorcio de Ventiladores de Puente, encabezada por el Dr. Brian Wong, subdirector del Departamento de Otorrinolaringología de la Facultad de Medicina de la Universidad de California, Irvine, que apunta a producir ventiladores alternativos en medio de una escasez a nivel nacional.

Milner destacó los impresionantes esfuerzos de las universidades de todo el país, incluida la Universidad de Texas en Austin, para pasar rápidamente a proyectos COVID-19 después de que la pandemia cerró la mayoría de las investigaciones. Otro ejemplo reciente de ese esfuerzo salió de la Universidad de Minnesota la semana pasada, cuando un anestesiólogo cardíaco hizo "MacGyver completo, "construyendo un prototipo de ventilador con piezas de repuesto por valor de $ 150 que se encuentran en un laboratorio de dispositivos médicos.