Dispositivo de respiración de bajo costo, fácil de usar ayudará a enfrentar el incremento en casos de COVID-19 en las instalaciones de salud con menos recursos

Un ventilador eléctrico simple es el componente clave de un dispositivo de soporte respiratorio de bajo costo y fácil de usar, diseñado para hacer frente al aumento de casos de COVID-19 en países de ingresos bajos a medianos.

El dispositivo desarrollado por investigadores de la Universidad de Leeds (Leeds, Reino Unido) proporciona una forma de oxigenoterapia llamada CPAP o presión positiva continua en las vías respiratorias, que ha demostrado ser eficaz para ayudar a los pacientes que luchan por respirar debido a la COVID-19 de moderada a grave.

Según el equipo que desarrolló el dispositivo, una evaluación piloto en la que participaron 10 voluntarios sanos demostró que: “... se puede utilizar de forma segura sin inducir hipoxia (niveles bajos de oxígeno en los tejidos) o hipercapnia (acumulación de dióxido de carbono en el torrente sanguíneo) y que su uso fue bien tolerado por los usuarios, sin reportar eventos adversos”. Los investigadores utilizaron los principios de la “innovación frugal” para diseñar y desarrollar la ayuda respiratoria, a fin de garantizar que el dispositivo siga siendo simple y al mismo tiempo robusto y capaz de satisfacer las demandas clínicas en entornos de salud con menos recursos.

Una innovación clave fue generar el flujo de aire requerido utilizando un ventilador eléctrico simple, similar a los ventiladores que se usan para enfriar dispositivos electrónicos, para superar la falta de acceso a suministros de aire y oxígeno a alta presión. El sistema de ventilador inteligentemente diseñado proporciona un suministro de flujo de aire seguro sin necesidad de sistemas de control más complejos y costosos o una fuente de aire de alta presión. Esto proporciona un medio simple y robusto para generar un flujo de aire suficiente para abrir las vías respiratorias del paciente, de modo que el oxígeno pueda ingresar a los diminutos sacos de aire en los pulmones, sin riesgo de efectos adversos. El concentrador de oxígeno se utiliza para enriquecer este flujo de aire con oxígeno, conservando valiosos suministros.

El dispositivo puede generar cuatro niveles diferentes de presión de aire dependiendo de la necesidad clínica. Según los investigadores, los niveles deseables de saturación de oxígeno en la sangre, entre el 96% y el 100%, se mantuvieron en los voluntarios sanos que participaron en el ensayo. El rango de CO2 al final de la exhalación está entre 3,6 y 4,9 pKA, nuevamente dentro de los límites saludables aceptados. Los componentes del dispositivo prototipo cuestan alrededor de 207 dólares. Las máquinas CPAP convencionales pueden costar alrededor de 800 dólares, y un ventilador utilizado en una unidad de cuidados intensivos puede costar más de 40.000 dólares.

“Al adoptar el enfoque de innovación frugal, hemos podido rediseñar una pieza importante de equipo médico para que pueda funcionar de manera efectiva en entornos de atención médica con recursos más pobres”, dijo Nikil Kapur, profesor de dinámica de fluidos aplicada en la Universidad de Leeds y el supervisor académico en el proyecto. “Hemos eliminado la complejidad innecesaria y nos hemos asegurado de que el dispositivo funcionará en entornos donde el suministro de oxígeno es escaso y debe ser conservado. El prototipo es un paso importante en el desarrollo de un dispositivo que creará un mayor acceso a la tecnología de cuidados críticos y ayudará a salvar vidas”.

“En muchos países, las limitaciones de recursos significan que incluso la CPAP es difícil de conseguir y las enfermedades más graves con frecuencia conducen a la muerte”, agregó el Dr. Tom Lawton, consultor en cuidados intensivos y anestesia en los Hospitales de Enseñanza Bradford NHS Foundation Trust y miembro del equipo de investigación. “Los dispositivos CPAP simples, diseñados para funcionar en un entorno de recursos limitados, pueden ayudar a reducir la desigualdad mundial en la atención médica y salvar vidas tanto ahora con COVID-19 como potencialmente con otras enfermedades en el futuro”.

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Universidad de Leeds