La UAM desarrolla un sistema de ventilación no invasivo para pacientes COVID

Mediante una alianza entre el Laboratorio de Mecánica Computacional y Experimental de la Universidad Autónoma de Manizales y la empresa “3i Maker Ideas Innovadoras” de un egresado de ese claustro, con el apoyo del Hospital de Caldas, se dio luz a un sistema de ventilación no invasivo para pacientes COVID 19 el cual representa un 60% de probabilidades de recuperación de los enfermos en sus etapas iniciales, lo que evitaría que éstos lleguen a condiciones más severas que obliguen a su hopitalización en salas UCI y a la intubación para el empleo de equipos invasivos. Se trata del AirFlife el cual mantiene la presión pulmonar constante en la respiración, promueve un patrón de ventilación con mayor protección pulmonar, tiene fácil control de flujo y de concentración de O2 en la vía aérea, no necesita aire medicinal y cuenta con sistema cerrado y filtros virales, lo cual lleva al sistema a ser razonablemente seguro. Sobre este desarrollo científico EL DIARIO dialogó con el líder del proyecto quien un doctorado en República Checa, Héctor Andrés Tinoco, líder del Laboratorio de Mecánica Computacional y Experimental de la UAM, y Luis Perdomo Hurtado, profesor del Departamento de Mecánica y Producción y miembro del Laboratorio.

Profesor Tinoco: ¿cómo funciona este equipo?
Héctor Andrés Tinoco. Esta iniciativa propone un circuito de ventilación de presión positiva para las vías respiratorias (CPAP) de bajo costo para atender emergencias de pacientes con patologías no severas ni fibróticas producidas por el virus. El CPAP envía flujos de aires continuos a los pulmones lo cual hace que éstos presenten una dilatación y mantiene la presión positiva, es decir que los pulmones están un poco más abiertos de lo normal, lo cual facilita la respiración de los pacientes. En un paciente con COVID los síntomas pueden ser clasificados en diferentes estados, unos leves entre los cuales está la hipoxemia leve o la hipercapnia que es cuando el paciente pierde la saturación de oxígeno y por lo tanto un sistema asistencial que le permita oxigenar y preservar su funcionalidad natural durante esas pérdidas podría, eventualmente, cortar la línea de severidad y esto ayudaría a que no termine en una UCI. Cuando un paciente llega a una UCI presenta sintomatologías muy severas y la única opción es la intubación o la ventilación invasiva.

¿Cuál es la diferencia entre uno y otro sistemas?
H.A.T. En un estado severo de la enfermedad la única opción es un sistema de ventilación invasivo. Dentro de la revisión que hicimos a la pandemia encontramos unos reportes clínicos de distintos países donde se mostraba que los sistemas de ventilación invasiva, que son la única opción, no tienen unas tasas de efectividad muy altas. En China murieron seis de cada diez pacientes ventilados, en Inglaterra la tasa de mortalidad es del 66% y en Nueva York fue mucho más crítico. Hace dos semanas allí teníamos una tasa de mortalidad del 88% lo que indica casi 9 de cada 10 pacientes ventilados mecánicamente. Esto alertó a las autoridades sanitarias y permitió establecer nuevos protocolos clínicos, no de ventilación sino medicinales, para evitar que los pacientes llegaran a estados severos. Lo que hace nuestro sistema es que aumenta las probabilidades de evitar que un paciente llegue a un estado severo lo cual tendría un efecto sobre la infraestructura sanitaria porque las unidades UCI podrían estar más libres.

¿El sistema ya está avalado?
H.A.T. Durante esta emergencia, a mediados de marzo comenzamos a realizar una vigilancia tecnológica y nos encontramos con un sistema reportado por el University College of London Hospital en el cual retomamos unos elementos y generamos un diseño propio y el circuito de ventilación basado en esa tecnología. Esto nos ha permitido hacer pruebas en el laboratorio e integrar muchos elementos con los que contábamos para poder caracterizar el dispositivo, el cual ha sido probado y evaluado en sus diferentes condiciones, buscando que las regulaciones internacionales, como las emitidas por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y el Instituto Nacional de Salud del Reino Unido se pudieran cumplir en un gran portacentaje. Estas mismas instituciones han emitido unos protocolos clínicos para el uso de este tipo de dispositivos que han tenido una gran aceptación en el últmo mes ya que han presentado una gran efecividad a la hora de atender pacientes con sintomatologías leves del COVID, mostrando tasas en las cuales vemos una gran oportunidad para aumentar la probabilidad de que un paciente no llegue a un estado severo.

Profesor Perdomo ¿en qué consiste este nuevo respirador?
Luis Perdomo Hurtado. El COVID-19 presenta diferentes patologías y una de ellas es una etapa inicial en la cual el paciente comienza a tener síntomas de hipoxemia leve que puede empeorarse debido a ciertos procesos especialmente a una lesión pulmonar autoinducida, entonces la idea de este dispositivo es atacar esa sintomatología al inicio de la etapa de dificultad respiratoria aguda para evitar el empeoramiento del paciente y tener que llevarlo a UCI y que lo tengan que intubar.

¿Cómo nació esta idea?
L.P.H. La idea surge en los programas de Ingenierías Mecánica, Biomédica, Electrónica e Industrial de la U.A.M. para ayudar a la comunidad con nuestro conocimiento científico y experiencia resolviendo problemas industriales. Al ver los casos de COVID en Italia y cuando empezó la cuarentena en Colombia, exploramos tecnologías que fueran eficientes, de bajo costo y que sí ayudaran. En esta vigilancia tecnológica comprobamos que la ventilación invasiva era peligrosa para esta patología. Decidimos investigar e irnos a esa etapa del COVID inicial cuando el paciente comienza a presentar hipoxemia leve e hipercapnia leve y adaptamos una tecnología a las condiciones de nuestro entorno

¿En qué consiste la técnica aplicada en este caso?
L.P.H. Esta técnica se llama CPAP (presión positiva en la vía aérea del paciente), la cual evita el empeoramiento con una probabilidad de recuperación del 60 %. Cuando el paciente comienza con los síntomas del COVID, que tiene los alvéolos pulmonares irritados y golpeados por el virus, la misma respiración (inhalación y exhalación) hace que los alvéolos colisionen y se empiecen a degenerar. Mediante este sistema se introduce a presión un flujo de gas, una mezcla de aire y oxígeno, para mantener los pulmones abiertos así el paciente haya exhalado, con lo cual se impide que éstos se cierren por completo y que se genere el daño. Esa capacidad que se pierde por no dejar cerrar por completo el pulmón se suple con agregar oxígeno.

¿El respirador ya ha sido probado en seres humanos?
L.P.H. Las pruebas iniciales las hicimos con personas normales, les pedimos el consentimiento a los mismos integrantes del proyecto, los requisitos del INVIMA para aprobar el registro están siendo definidos en este momento por el Hospital de Caldas dado que son unos protocolos exigentes. Lo que sí hemos adelantado es que los requisitos técnicos del proyecto satisfacen las condiciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y del Instituto de Nacional de Salud del Reino Unido. Esperamos no tener muchos tropiezos en el trámite ante el INVIMA, como ha pasado con muchos otros proyectos. Por eso nunca dimos un paso sin contar con el criterio médico.

¿Qué requiere el equipo para funcionar?
L.P.H. El sistema no consume aire medicinal, que es muy costoso, funciona con oxígeno medicinal que hace el mismo el arrastre del aire por lo que se puede instalar en una ambulancia. Aparte este sistema no necesariamente es útil para paciente con COVID, también hay terapias para personas con otras patologías como EPOC, asma o neumonía no asociada a COVID que pueden ocupar en cuidados intensivos de un hospital el espacio de alguien que llegue con COVID y evitar tener que mezclar pacientes en las salas UCI. Estos dispositivos se puede llevar -por ejemplo- al Amazonas y solo necesitarían una línea de oxígeno.

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