Ingenieros de la Universidad de Rice 'MacGyver', un ventilador económico para pacientes con coronavirus
La máquina de ocho libras usa piezas disponibles en tiendas de hobby y podría ser producida en masa por menos de $ 200 cada una, dicen sus inventores.
En la Universidad Rice de Houston, los ingenieros ensamblaron un ventilador que algún día podría ayudar a los pacientes con coronavirus a respirar. De izquierda a derecha, Thomas Herring, Fernando Cruz y Danny Blacker.
FOTO: JEFF FITLOW / RICE UNIVERSITY
Los ingenieros de la Universidad de Rice están construyendo un prototipo de un ventilador utilizando piezas impresas en 3-D y materiales de almacenamiento de hobby para su posible uso por pacientes con coronavirus que necesitan urgentemente máquinas de respiración.
El invento podría ser un paso intermedio para los hospitales de todo el país que necesitan miles de ventiladores a medida que aumenta el número de casos de Covid-19 en las próximas semanas.
"Es una ola creciente de desastres", dijo Rohith Malya, médico de medicina de emergencias en el Baylor College of Medicine y profesor adjunto de bioingeniería en Rice, una universidad de investigación de Houston.
El ventilador, apodado ApolloBVM, pesa 8 libras y podría producirse en masa por menos de $ 200 cada uno, dijo el Dr. Malya, quien asesoró al equipo, compuesto por un estudiante universitario de Rice y cinco miembros de la facultad y el personal. Podría usarse en hospitales con poca ventilación convencional en los próximos días, posiblemente en Houston, bajo autorización de uso de emergencia, agregó. La Administración de Alimentos y Medicamentos ha relajado algunas restricciones sobre los equipos que salvan vidas, dada la extrema necesidad.
Láser-
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Motores
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resucitador
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Pantalla de lectura
Engranajes impresos en 3D
Los pacientes de Covid-19 en cuidados intensivos a menudo requieren ventiladores durante varios días para ayudarlos a respirar, dada la gran tensión que el virus ejerce sobre los pulmones, dijo el Dr. Malya.
Los ventiladores ordinarios, que soplan aire oxigenado directamente en los pulmones de un paciente a una velocidad y volumen controlados, pueden pesar cientos de libras y costar decenas de miles de dólares. La fabricación lleva de cinco a 10 días, dependiendo de los procesos globales de la cadena de suministro, y requieren cientos de partes diferentes, dijo el Dr. Malya.
El ventilador que está construyendo el equipo de ingeniería de Rice tiene el 80% de la funcionalidad de un ventilador de tamaño completo, dijo, y podría usarse para los enfermos menos graves.
El ventilador automatizado también podría reemplazar la práctica de bombear aire manualmente a los pulmones de los pacientes utilizando dispositivos conocidos como máscaras de válvula de bolsa, dijo. Los profesionales médicos pueden cansarse rápidamente haciéndolo y corren el riesgo de infectarse también.
La máscara de válvula de bolsa es la pieza clave del prototipo ApolloBVM, dijo Thomas Herring, un estudiante de último año de Rice en ingeniería informática y robótica que lidera el proyecto. Rodeando la válvula de la bolsa, dos "brazos" automatizan el bombeo de la válvula.
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Si bien las impresoras 3-D podrían ayudar a fabricar rápidamente componentes específicos de los sistemas de ventilación, existen desafíos con el ensamblaje, dijo Gaurav Manchanda, director de atención médica de la empresa de impresión 3-D Formlabs Inc.
"Capacitar a los profesionales de la salud para que usen estos ventiladores ensamblados con poca o ninguna información de diagnóstico y luego resolver cualquier problema que pueda surgir podría generar un riesgo aún mayor para los pacientes", dijo en un correo electrónico.
Hay entre 60,000 y 160,000 ventiladores en los EE. UU., Según un trabajo de investigación publicado la semana pasada en el New England Journal of Medicine. Pero la distribución a nivel nacional es desigual. En la ciudad de Nueva York, un epicentro de la pandemia, los cuidadores tienen acceso a unos 3.500. La ciudad ha solicitado 15,000 adicionales al gobierno federal, de los cuales ha recibido 2,360 hasta ahora, dijo una portavoz de la ciudad.
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Para satisfacer la demanda, los fabricantes de dispositivos médicos están aumentando la producción de ventiladores y equipos respiratorios. Incluso los fabricantes de automóviles se han comprometido a fabricar ventiladores, y el fabricante de dispositivos Medtronic también ha compartido un diseño de ventilador para que lo utilicen otros fabricantes. Un equipo de ingenieros, médicos e informáticos del Instituto de Tecnología de Massachusetts también está construyendo y probando un ventilador de bajo costo para uso de emergencia.
El equipo de Rice planea agregar alarmas y sensores de presión que alertarían a los médicos si hubiera alguna anormalidad, por ejemplo, si la presión de aire de un paciente bajara, dijo Herring.
Los hospitales interesados en usar el producto podrían usar una impresora 3-D para fabricar los brazos que sostienen la válvula, así como las piezas de maquinaria que sostienen los motores. Los motores son los que se usan típicamente en modelos de aviones y se venden en tiendas de hobby, mientras que los microprocesadores se pueden encontrar en línea en Amazon.com .
—Agam Shah contribuyó a este artículo.
Escriba a Sara Castellanos a sara.castellanos@wsj.com
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