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Los ventiladores, vitales para el apoyo a personas con COVID-19

Proyectan en la Facultad de Ingeniería hacer adaptaciones a ventilador portátil comercial para que realice otras funciones

En la pandemia de coronavirus, uno de los artefactos médicos que ayudará a salvar la vida de pacientes infectados son los ventiladores o respiradores artificiales.

No sólo contra Covid-19 son fundamentales para sobrevivir, sino también son vitales en otras patologías pulmonares. En 2009, cuando la epidemia de influenza A H1N1, ayudaron a infectados graves a recuperarse.

También son vitales –apunta el maestro Serafín Castañeda, académico de la UNAM– en pacientes con cáncer de pulmón, en quien padece una infección de los alveolos pulmonares y en todos aquellos pacientes que requieren forzosamente la asistencia de un ventilador para ayudar a sus pulmones a realizar sus funciones.

Dentro del tratamiento, el médico determina el modo de ventilación –por presión, volumen o flujo, dependiendo de las condiciones fisiológicas– a los pulmones para que puedan absorber el oxígeno que va al torrente sanguíneo.

El coronavirus ataca directamente a los pulmones, menciona el Jefe del Departamento de Ingeniería en Sistemas Biomédicos de la Facultad de Ingeniería.

Así que, advierte Castañeda, por la pandemia que ya nos alcanzó y por la cantidad de infectados que deberán estar en terapia intensiva, se van a requerir más equipos de ventilación en hospitales públicos y privados en México.

Por norma, cada cama de servicio de terapia intensiva y de quirófano deben contar con un ventilador. Además, las ambulancias deben disponer de respiradores de traslado para llevar a pacientes a algún estudio específico.

Sin embargo, el maestro Castañeda desconoce el número de ventiladores que tienen disponibles en Sector Salud del país, tanto público como privado.

Se requerirán 10 mil 528 en terapia intensiva

En días pasados la Secretaría de Salud informó que en los servicios estatales de salud se cuenta con dos mil 53 ventiladores.

Otras unidades médicas suman seis mil 175 ventiladores para apoyo de respiración. IMSS, dos mil 565; ISSSTE, tres mil 64; Pemex, 103 y hospitales de alta especialidad, 443 ventiladores, según publicó el sitio verificado.com.mx

Todos estos ventiladores serían no solo para infectados por Covid-19, sino también para otros pacientes que requieren asistencia ventilatoria.

Cabe señalar que diez mil 528 requerirán terapia intensiva en México, según un modelo matemático sobre el desarrollo de la epidemia en el país, realizado por el IIMAS de la UNAM.

Por la alta demanda internacional de ventiladores, General Motors y Ford, dos empresas de Estados Unidos, donde hay 12 productores de ventiladores, comenzarán a fabricarlos, según el diario español El País.

Con y sin electrónica

Los ventiladores pueden durar mucho tiempo (de cinco a 10 años), según el uso y el mantenimiento adecuados. Hay otros, sin electrónica, que son mecánicos y de un solo uso, señala Castañeda.
Se usan, principalmente, para traslado de pacientes y tienen que ser cambiados cada 72 horas. Ocuparlos mucho más tiempo puede causar problemas de infección. Un paciente intubado puede generar bacterias patógenas en garganta y esófago. Por lo que no puede exceder la intubación más allá de tres semanas.

Hace unos 10 años, Serafín Castañeda y Saúl Santillán, con apoyo de CONACyT y el Hospital 20 de Noviembre del ISSSTE, exploraron “técnicas de ventilación inteligente” para que el ventilador pudiera cambiar sus modos de ventilación (presión, volumen o flujo) de acuerdo a las condiciones fisiológicas del paciente.

“No estábamos tan perdidos” en el Centro de Diseño Mecánico e Innovación Tecnológica, hoy Centro de Ingeniería Avanzada. Una década después, ya hay en el mercado ventiladores que usan inteligencia artificial y realizan “esas tareas”.

Por dicha experiencia, Serafín Castañeda colaborará con una empresa que comercializa ventiladores portátiles. Se pretende diseñarles una adaptación mecánica para incorporarlos a una máquina de anestesia o que tenga otras funciones, como un modo de ventilación llamado PEEP (presión positiva al final de la expiración), la cual no está incluida en los ventiladores desechables.

Adaptación PEEP

Hace unos 10 años, Serafín Castañeda y Saúl Santillán, con apoyo de CONACyT y el Hospital 20 de Noviembre del ISSSTE, exploraron “técnicas de ventilación inteligente” para que el ventilador pudiera cambiar sus modos de ventilación (presión, volumen o flujo) de acuerdo a las condiciones fisiológicas del paciente.

“No estábamos tan perdidos” en el Centro de Diseño Mecánico e Innovación Tecnológica, hoy Centro de Ingeniería Avanzada. Una década después, ya hay en el mercado ventiladores que usan inteligencia artificial y realizan “esas tareas”.

Por dicha experiencia, Serafín Castañeda colaborará con una empresa que comercializa ventiladores portátiles. Se pretende diseñarles una adaptación mecánica para incorporarlos a una máquina de anestesia o que tenga otras funciones, como un modo de ventilación llamado PEEP (presión positiva al final de la expiración), la cual no está incluida en los ventiladores desechables.

¿Para que sirve la ventilación PEEP? El médico determina el modo de ventilación adecuado para un paciente. Puede ser por presión, volumen o flujo. El PEEP es un modo intermitente de ventilación que lo ayuda, cuando se va recuperando, a que vaya respirando poco a poco con sus propios pulmones, hasta que ya no es necesario el ventilador.

Ventiladores portátiles

Estos ventiladores de soporte, como no requieren una instalación especial (operan sin energía eléctrica), son muy útiles en hospitales de bajos recursos o en casa para pacientes que necesitan apoyo ventilatorio puramente mecánico, sin electrónica o sensores, son relativamente económicos, y fáciles de usar bajo la supervisión médica. Aunque no son tan especializados, pueden ser de gran utilidad en pandemias como la actual.

Están constituidos por tubos con diferente diámetro y diferentes válvulas (como las llamadas check). Por pequeños orificios se puede regular la presión, el flujo y la concentración de oxígeno.

Conectados a una toma o tanque de O2, se genera la presión necesaria para inyectar aire al pulmón, que es como un globo, con fuerza de retorno. Cuando libera el aire, lo expulsa a través del ventilador.
Por norma, reitera el maestro Castañeda, estos ventiladores portátiles no se deben usar más allá de 72 horas. No se pueden reusar y se deben “desechar forzosamente”.

–¿Tienen capacidad para adaptarles otras funciones?

–Capacidad, sí. Pero para hacerles adaptaciones, primero hay que contactar a los creadores de los ventiladores y ver si no infligimos lo establecido en las patentes respectivas.
Finalmente, el maestro Castañeda informa que aún están en la negociación, así como en la fase de aterrizar todas las capacidades y fijar los tiempos para poder incorporar esa función al ventilador.