ayuda respiratoria covid

Un simple ventilador eléctrico 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 y medios.

El dispositivo 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 tienen dificultades para respirar debido a una covid de moderada a grave.

En un artículo publicado en la revista Frontiers in Medical Technology, el equipo que desarrolla el dispositivo dice que una evaluación piloto en la que participaron 10 voluntarios sanos ha demostrado que "...puede usarse 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 que se reportaran eventos adversos”.

Los investigadores utilizaron los principios de la "innovación frugal" para diseñar y desarrollar la ayuda respiratoria, para garantizar que el dispositivo siga siendo simple y al mismo tiempo robusto y capaz de satisfacer las demandas clínicas en entornos de salud con recursos más pobres.

Una innovación clave fue generar el flujo de aire requerido utilizando un simple ventilador eléctrico, similar a los ventiladores utilizados para enfriar dispositivos electrónicos, para superar la falta de acceso a suministros de aire y oxígeno a alta presión.

El dispositivo fue desarrollado por un equipo de ingenieros, científicos y médicos de la Universidad de Leeds, Leeds Teaching Hospitals NHS Trust, Bradford Teaching Hospitals NHS Foundation Trust, Medical Aid International y el Hospital Mengo de Uganda.

Nikil Kapur, profesor de dinámica de fluidos aplicada en la Universidad de Leeds y académico supervisor del proyecto, afirmó: “Al adoptar el enfoque de innovación frugal, hemos podido rediseñar una pieza importante de equipo médico para que pueda funcionar eficazmente en entornos sanitarios con menos recursos.

“Hemos eliminado complejidades innecesarias y nos hemos asegurado de que el dispositivo funcione en entornos donde los suministros de oxígeno son escasos y deben conservarse. 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”.

Los componentes para el dispositivo prototipo cuestan alrededor de £150 ($207 dólares estadounidenses). Las máquinas CPAP convencionales pueden costar alrededor de £600, y un ventilador utilizado en una unidad de cuidados intensivos puede costar más de £30,000.

El Dr. Tom Lawton, consultor en cuidados críticos y anestesia de Bradford Teaching Hospitals NHS Foundation Trust y miembro del equipo de investigación, dijo: “En el Reino Unido, la CPAP ha sido eficaz como base del tratamiento respiratorio para la COVID-19 grave y ayuda a evitar que los pacientes necesiten atención avanzada en la UCI, como ventiladores.

“En muchos países, las limitaciones de recursos significan que incluso la CPAP es difícil de conseguir y las enfermedades más graves con frecuencia provocan la muerte. Los dispositivos CPAP simples, diseñados para funcionar en un entorno con recursos limitados, pueden ayudar a reducir la desigualdad en la atención médica global y salvar vidas tanto ahora con COVID-19 como potencialmente con otras enfermedades en el futuro”.

Un estudio reciente del Reino Unido conocido como Recovery-RS Trial ha destacado cómo la CPAP puede proporcionar una intervención valiosa para el COVID-19 y la Organización Mundial de la Salud está fomentando el rápido desarrollo de ayudas respiratorias de bajo costo que podrían implementarse en sistemas de salud con recursos más pobres. .

Para que esto sea posible, los dispositivos deben funcionar con sistemas de oxígeno a baja presión. A diferencia de los países más ricos, es posible que las clínicas y hospitales de los entornos más pobres no tengan acceso a suministros centralizados de oxígeno, donde el oxígeno se canaliza bajo presión hasta las salas, ni a un suministro constante de cilindros de oxígeno.

En lugar de ello, dependen de lo que se conoce como concentradores de oxígeno, máquinas del tamaño de una maleta que toman aire ambiente, extraen el nitrógeno y proporcionan un suministro de oxígeno a baja presión.

El Dr. Pete Culmer, profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Mecánica de Leeds y autor principal del estudio, dijo: “El prototipo de Leeds se ha diseñado específicamente para funcionar con concentradores de oxígeno, que tienen un flujo bajo de oxígeno y una presión baja.

“El ventilador o soplador CPAP está conectado a lo que se conoce como circuito respiratorio. Ese circuito está compuesto por un filtro para atrapar virus y bacterias en el flujo de aire, tubos, mascarilla, una válvula que controla el flujo de oxígeno del concentrador de oxígeno y una salida de espiración”.

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 de los pulmones, sin riesgo de efectos adversos. El concentrador de oxígeno se utiliza para enriquecer este flujo de aire con oxígeno, conservando suministros valiosos.

El dispositivo puede generar cuatro niveles diferentes de presión de aire según la necesidad clínica.

El documento dice que los niveles deseables de saturación de oxígeno en la sangre (entre 96 y 100 por ciento) se mantuvieron en los voluntarios sanos que participaron en el ensayo. El rango de CO2 al final de la exhalación estuvo entre 3,6 y 4,9 pKA, nuevamente dentro de los límites saludables aceptados.

El profesor David Brettle, director científico del NHS Trust de los Hospitales Universitarios de Leeds y miembro del equipo que desarrolló el dispositivo, afirmó: "La innovación fundamental de este dispositivo es la simplicidad de su diseño, el bajo coste de producción y la forma en que se utiliza". hace uso eficiente de los escasos suministros de oxígeno.

“En el Reino Unido, el acceso a la tecnología sanitaria necesaria se puede dar por sentado, pero incluso la tecnología relativamente simple a veces no está disponible en los países de ingresos bajos y medios. Este dispositivo innovador tiene como objetivo nivelar el campo de juego”.

Está previsto que el próximo mes (septiembre) comience un ensayo con pacientes enfermos en el Hospital Mengo de Kampala, Uganda.

La Dra. Edith Namulema, epidemióloga de Uganda que participa en el proyecto de investigación, dijo que existe una necesidad desesperada de máquinas CPAP en los países de ingresos bajos y medios.

Uganda tiene un sistema de salud descentralizado, en el que los pacientes son remitidos desde clínicas y centros de salud comunitarios y distritales a hospitales regionales y nacionales si están muy enfermos.

El Dr. Namulema añadió: “Solo los hospitales de referencia regional y nacional tienen acceso a CPAP. Sin embargo, los pacientes acuden por primera vez a las instalaciones de nivel inferior cuando tienen dificultades respiratorias y cuando llegan a los centros de referencia regionales, en algunos casos, ya es demasiado tarde. La capacidad de conectar a un paciente a la ventilación cuando la necesita potencialmente salva muchas vidas y reduce la estancia hospitalaria.

"Además, como país tenemos alrededor de 500 camas de UCI para 42 millones de ugandeses, lo cual es muy poco".

Para obtener más detalles, comuníquese con David Lewis en la oficina de prensa de la Universidad de Leeds: [email protected] o 07710 013287

El artículo, El sistema LeVe CPAP para soporte respiratorio CPAP eficiente en oxígeno: desarrollo y evaluación piloto, se publica en Frontiers in Medical Technology. Se puede acceder al documento en: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmedt.2021.715969/full

Imagen de Portada: Universidad de Leeds