A medida que el coronavirus se propaga a nivel mundial, estos investigadores están diseñando ventiladores que cuestan menos de $ 1,000

A principios de abril, el Dr. C. Nataraj, profesor de ingeniería en la Universidad de Villanova, reunió a un equipo de 20 profesores y estudiantes, así como expertos del Hospital de Niños de Filadelfia y el Sistema de Salud Geisinger. ¿Su meta? Para crear un ventilador de emergencia de bajo costo. En tres semanas, hicieron su primer prototipo del NovaVent, una máquina que comprime automáticamente una bolsa de aire (llamada bolsa Ambu) y se conecta a un circuito de ventilador que incluye un componente para la intubación. Nataraj y su equipo se están asociando con el Departamento de Desarrollo Comunitario y Económico de Pensilvania para obtener el ventilador fabricado por empresas locales inactivas por un precio inferior a $ 1,000.

“Muchos dispositivos médicos están fuera del alcance de la mayor parte del mundo”, dice Nataraj sobre la importancia de los ventiladores de bajo costo, “y creo que muchas personas como nosotros necesitan intensificar y hacer algo al respecto”.

Nataraj, de 60 años, y sus colegas se encuentran entre varios equipos en todo el país en universidades como Georgia Tech, UC Davis y la Universidad de Minnesota que se esfuerzan por diseñar ventiladores de bajo costo para la pandemia de coronavirus. Estas máquinas incluyen ventiladores renovados de la década de 1950, máscaras de bolsas autobombantes y un dispositivo que puede suministrar aire a dos pacientes a la vez. Si bien algunos de estos dispositivos permanecerán en los EE. UU., Muchos están diseñados para fabricarse fácilmente en el extranjero en países que pueden necesitarlos más.

No es probable que los ventiladores diseñados por estos grupos estén disponibles a tiempo para ayudar a los hospitales estadounidenses a luchar contra la primera ola de pacientes con COVID-19, porque necesitan encontrar socios de fabricación listos y dispuestos. Pero este equipo podría ser clave para ayudar en caso de una segunda ola del virus en los EE. UU. O en países de bajos ingresos donde los ventiladores escasean desesperadamente. “A nivel mundial, siempre existe la necesidad de [medical] equipo, especialmente ventiladores “, dice Nataraj.

Los ventiladores han sido escasos desde que comenzó el brote de COVID-19. Actualmente hay aproximadamente 170,000 de ellos en los EE. UU., Incluidos los ventiladores hospitalarios tradicionales y otras máquinas, como las máquinas de apnea del sueño BiPAP, que se pueden usar como ventiladores en caso de apuro. Eso representa cinco ventiladores por cada 10,000 personas en los EE. UU., Frente a las 31 máquinas por cada 10,000 de la Escuela de Medicina de Harvard estudio predice eventualmente podría ser necesario. Durante el mes pasado, numerosos esfuerzos de fabricación de ventiladores, Las asociaciones más destacadas de los fabricantes de automóviles Ford y GM han comenzado y se espera que produzcan 100.000 nuevas máquinas para salvar vidas en julio. Muchos de estos nuevos ventiladores, aunque son más baratos que los ventiladores de hospital tradicionales que pueden costar hasta $ 250,000, aún costarán miles y estarán fuera del alcance de los países de bajos ingresos.

A pesar del aumento en la producción de ventiladores, resulta que, después de todo, es posible que no se necesiten más en Estados Unidos. Los hospitales todavía no se han quedado sin ventiladores, y cada vez hay más pruebas de que muchos pacientes con COVID-19 en realidad no necesitan ventilación. Sin embargo, en países de bajos ingresos, estos ventiladores de bajo costo podrían tener un gran impacto.

Los ventiladores son particularmente escasos en África. Algunos países, como Sudáfrica, tienen algunos miles disponibles. Pero, de acuerdo con el New York Times, hay 10 países africanos que no tienen ventiladores en absoluto. Hay mas que 34,600 casos de COVID-19 en el continente de una población de 1.2 mil millones. Es por eso que la mayoría de estos esfuerzos académicos están regalando diseños de forma gratuita.

El curso de COVID-19 en África y América del Sur está varias semanas por detrás de Asia, Europa y América del Norte, por lo que los grupos tienen la esperanza de que puedan haber completado los diseños disponibles de antemano, dice Shannon Yee, profesora de ingeniería mecánica en Georgia Tech. “Nuestra esperanza es que todavía hay tiempo para obtener el [equipment] que necesitan “.

El grupo Yee, una colaboración entre Georgia Tech, la Universidad de Emory y la Universidad de Cranfield en el Reino Unido, ha creado un simple ventilador con mascarilla a partir de menos de $ 100 en materiales que pueden suministrar aire de forma externa o interna a dos pacientes a la vez. Al igual que el grupo Villanova, su invención consiste en una máquina que puede comprimir las bolsas Ambu automáticamente para proporcionar oxígeno al paciente, en lugar de depender de los profesionales de la salud para apretar la bolsa continuamente a mano. La máquina puede funcionar con una toma de corriente o incluso con una batería de automóvil. “Muchos lugares en todo el mundo no tienen la electricidad estable que tenemos”, dice. El grupo tiene la intención de poner todos los dibujos de ingeniería e instrucciones paso a paso sobre cómo hacer que el ventilador esté en línea para que cualquiera que quiera Puedes descargarlos gratis.

Un enfoque diferente proviene de un equipo de la costa oeste que incluye el inicio de equipos científicos Livermore Instruments, UC Davis y el Instituto Nacional de Investigación Estratégica. Están desarrollando una versión del siglo 21 del Bird Mark 7, un popular Ventilador de los años 50. Si bien Bird Mark 7 todavía se usan en todo el mundo, “no fueron diseñados para la producción en masa y no fueron diseñados con todas las características de seguridad”, dice el CEO de David Fergenson Livermore. El ventilador MARK-19 de su grupo tiene características de seguridad modernas, incluidas alarmas, características de seguridad para evitar daños pulmonares, menos piezas (para acelerar la producción) y un precio de alrededor de $ 700.

A pesar de la velocidad con la que se mueven estos grupos académicos, todos enfrentan obstáculos similares para llevar sus diseños a producción. Cada uno necesitará un socio de fabricación que tenga la capacidad de fabricar un dispositivo médico y pueda obtener el diseño a través del proceso regulatorio. Un equipo de la Universidad de Minnesota, que diseñó un ventilador de $ 1,000 llamado Coventor, ya firmó un acuerdo con Boston Scientific para producir una máquina aprobada por la FDA. UnitedHealth ha reservado 3.000 Coventors y planea enviarlos a las áreas, local y globalmente, más necesitadas.

Los ventiladores se han vuelto controvertidos como tratamiento para COVID-19 porque el uso a largo plazo puede dañar los alvéolos de los pacientes, pequeños sacos de aire en los pulmones, haciendo que sus pulmones colapsen. Los pacientes que están ventilados también tienen un mayor riesgo de neumonía, lo que puede empeorar los síntomas de COVID-19. Actualmente, mas de 50% de los pacientes con COVID-19 que usan ventiladores mueren. Sumit Mukherjee, un neumólogo en Omaha, Nebraska, dice que los médicos ahora están tratando de evitar la ventilación mecánica con los pacientes con COVID-19 al pinchar o recostar a los pacientes. sobre su estómago para ayudar con la respiración

Sin embargo, es probable que algunos de los pacientes más críticos aún necesiten ventiladores, tanto en Estados Unidos como en el extranjero, a medida que se propaga COVID-19. Nataraj de Villanova dice que su equipo pasa más de 100 horas a la semana trabajando en NovaVent y que ya ha recibido interés de grupos en América del Sur y la India.

“Nuestro objetivo siempre ha sido crear un diseño de código abierto”, dice. “Éticamente pensamos que esto era lo correcto”.

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