¿Qué es un ventilador médico y cómo funciona?

29 de junio de 2020 Por Sean Whooley

Imagen de Ventec Life Systems

El ventilador ha pasado a primer plano como un equipo vital durante la pandemia de COVID-19.

En pocas palabras, los ventiladores existen para ayudar a los pacientes que no pueden respirar a respirar. El ataque del nuevo coronavirus al sistema respiratorio puso a los ventiladores en el centro de atención, lo que obligó a Estados Unidos a recurrir a su reserva nacional estratégica mientras los fabricantes se apresuraban a aumentar la producción en poco tiempo.

Mientras que algunos de los principales fabricantes fabrican máquinas y cumplen con contratos gubernamentales recientemente adjudicados, investigadores de universidades y laboratorios han entrado al ruedo con ventiladores alternativos que se encuentran bajo las pautas de autorización de uso de emergencia (EUA) de la FDA. Sin embargo, si bien son útiles en momentos de necesidad, las máquinas alternativas que cubren la ventilación mecánica luchan por arañar la superficie de las capacidades atribuibles a los ventiladores de UCI en demanda.

El supervisor de laboratorio del Centro Médico Earl Bakken de la Universidad de Minnesota, Aaron Tucker, ayudó a desarrollar el Coventor, el primer ventilador alternativo de este tipo que recibió una EUA. Al desarrollar el dispositivo, que ahora fabrica Boston Scientific (NYSE:BSX), Tucker y el equipo de Coventor consultaron a médicos que han utilizado ventiladores de UCI para comprender cómo funcionan las máquinas.

"Hay muchas formas diferentes de controlar y forzar la entrada y salida del aire de los pulmones de un paciente", dijo Tucker.Diseño médico y subcontratación . “Lo que ofrecen los ventiladores de la UCI son muchos sensores, datos y varias alarmas para detectar cuando un paciente podría estar experimentando un shock, una ventilación excesiva o algo así. También tienen más ajustes. … Estas son algunas de las cosas que hacen que estos ventiladores de UCI sean muy útiles y muy buscados”.

Medtronic (NYSE:MDT), una de varias empresas de tecnología médica que impulsan la producción de respiradores, señala en su sitio web que su modelo de respirador para cuidados intensivos requiere más de 1.500 piezas de más de 100 proveedores en 14 países e incluye más de un millón de líneas de código de software. Incluso su modelo portátil cuenta con más de 700 componentes.

Ventec Life Systems desarrolló el ventilador multifunción VOCSN, como dijo Chris Brooks, director de estrategia de la compañía.Diseño médico y subcontratación es la única máquina en el mercado capaz de proporcionar ventilación, oxígeno, terapia para la tos, succión y terapia con nebulizador, todo en un solo sistema. La compañía se asoció con General Motors para escalar la producción y desde entonces recibió pedidos de la reserva nacional estratégica de 30.000 ventiladores de cuidados críticos para fines de agosto, una cifra que Brooks dijo que Ventec está en camino de cumplir.

Brooks dijo que un factor importante en la asociación con GM se centró en las capacidades de fabricación y la cadena de suministro del fabricante de automóviles. Al igual que los modelos Medtronic, las máquinas VOCSN de Ventec son complejas y requieren muchos componentes. Según Brooks, hay alrededor de una docena de fabricantes de ventiladores para cuidados críticos en el mundo que fabrican, en promedio, no más de 100.000 dispositivos al año. Tener que aumentar repentinamente la producción ha creado el posible inconveniente de no poder adquirir las piezas y componentes necesarios.

"Solo puedes construir ventiladores si tienes las piezas para hacerlo", dijo Brooks. “Para nosotros, el elemento clave era [obtener] piezas. Luego, se fabricó a escala, lo que significó un espacio más grande con más líneas y más gente. Luego, también fue comprender y encontrar eficiencias en la fabricación en ese proceso”.

Los ventiladores de cuidados críticos y las piezas que los componen son cada vez más valiosos. Un análisis de mercado realizado por ECRI reveló que Medtronic cobró un precio promedio de $35,383 por un modelo de ventilador en particular el año pasado, incluso antes de que comenzara la pandemia. Los precios subieron a principios de este año cuando los estados, los gobiernos federales y otras entidades esencialmente compitieron entre sí por las máquinas, según un informe reciente de Kaiser Health News. Medtronic le dijo a Kaiser que respondió pasando a tarifas fijas con precios más bajos que antes de la pandemia.

Parte del valor de los respiradores médicos reside en los servicios que brindan las máquinas de cuidados críticos. Como señaló Tucker, ofrecen un tratamiento mucho más profundo que la ventilación mecánica realizada por alternativas.

Según Brooks, existe un estándar internacional de seguridad y precisión en torno a un ventilador. “Es muy fácil crear una bomba que haga entrar y salir aire, que es fundamentalmente lo que hace un ventilador. Hacerlo de manera precisa y adaptarse al paciente es tanto un arte como una ciencia, y hay una razón por la que sólo hay unas pocas empresas que lo hacen y lo hacen bien”.

Hacer entrar y salir aire no es tan sencillo como parece e incluso tiene el potencial de causar problemas, lo que pone de relieve por qué los ventiladores no son simplemente máquinas “plug-and-play”. Es necesario controlar la potencia del componente soplador de un ventilador.

"Si se inflan demasiado o poco los pulmones, se puede causar daño o la muerte al paciente", añadió Brooks. "El simple hecho de tener un dispositivo que haga entrar y salir aire podría terminar haciendo más daño que bien".

Cada máquina depende de lo que normalmente es un software propietario que controla el flujo de aire del soplador, la monitorización del paciente y alarmas que alertan a los médicos cuando los pacientes reciben una cantidad inadecuada de aire, cuando hay una obstrucción, cuando hay una fuga y más.

Brooks dijo que esas características ayudan a reducir los errores del usuario, mientras que los fabricantes tienen la responsabilidad de crear una interfaz de usuario manejable para los médicos. Señaló que poco ha cambiado en el ámbito de la atención respiratoria a lo largo del tiempo, lo que significa que los médicos están relativamente familiarizados con las tecnologías que utilizan.

"La potencia y la precisión, las alarmas y los monitores de pacientes y luego los modos y configuraciones, esos tres cubos son una especie de tres elementos que crean un ventilador de cuidados críticos", dijo Brooks. “En última instancia, lo que se desea es sacar a un paciente del respirador. A menos que tengas esos tres componentes, es muy difícil de lograr. Eso es lo que diferencia a VOCSN y a otros dispositivos de otros dispositivos”.