Un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts trabaja en un diseño de ventilador de código abierto y bajo coste.
El diseño se publicará en línea y será gratuito para que cualquiera pueda copiarlo y fabricarlo.
Los ventiladores pueden costar 30.000 dólares, pero el modelo que se está desarrollando puede fabricarse con piezas que cuestan apenas 100 dólares.
Una de las carencias más apremiantes a las que se enfrentan los hospitales durante la emergencia de la COVID-19 es la falta de ventiladores. Estas máquinas pueden mantener la respiración de los pacientes cuando ya no pueden hacerlo por sí mismos, y cada una puede costar alrededor de 30.000 dólares. Ahora, un equipo de voluntarios de rápida formación, integrado por ingenieros, médicos, informáticos y otras personas, con el MIT como centro, trabaja para desarrollar una alternativa segura y económica para uso de emergencia que pueda construirse rápidamente en todo el mundo.
El equipo, llamado MIT E-Vent (por ventilador de emergencia, en inglés), se formó el 12 de marzo en respuesta a la rápida propagación de la pandemia de COVID-19. Sus integrantes se reunieron a raíz de las peticiones de médicos y amigos, y de una avalancha repentina de correos que mencionaban un proyecto realizado una década antes en la asignatura 2.75 del MIT (Diseño de dispositivos médicos). Estudiantes que trabajaban en consulta con médicos locales diseñaron un dispositivo ventilador sencillo que podía construirse con piezas por un valor aproximado de 100 dólares. Publicaron un artículo en el que detallaban el diseño y las pruebas, pero el trabajo terminó ahí. Ahora, ante la inminencia de una necesidad mundial considerable, un nuevo equipo vinculado a esa asignatura ha retomado el proyecto a un ritmo muy acelerado.
La clave de esta alternativa sencilla y económica a los ventiladores es una bolsa de plástico accionada manualmente, llamada resucitador manual con válvula y bolsa, o bolsa Ambu, de las que los hospitales ya tienen muchas. Están diseñadas para que un profesional médico o un técnico de emergencias las accione manualmente y proporcione respiraciones al paciente en situaciones como un paro cardíaco, hasta que haya una intervención disponible, como un ventilador. Al igual que con un ventilador hospitalario, se introduce un tubo en las vías respiratorias del paciente, pero luego el aire se bombea a los pulmones al comprimir y soltar la bolsa flexible. Esta tarea debe realizarla personal cualificado, con formación para evaluar al paciente y ajustar en consecuencia el ritmo y la presión del bombeo.
La innovación iniciada por la anterior clase del MIT, que ahora el nuevo equipo está perfeccionando y probando con rapidez, consistió en idear un sistema mecánico para comprimir y soltar la bolsa Ambu, ya que no se puede esperar que una persona haga esto durante un período prolongado. Sin embargo, es fundamental que el sistema no dañe la bolsa y que sea controlable, para poder adaptar al paciente la cantidad y la presión del aire suministrado. El dispositivo debe ser muy fiable, pues un fallo inesperado podría ser mortal; aun así, tal como lo diseñó el equipo del MIT, la bolsa puede accionarse manualmente de inmediato.
Al equipo le preocupa especialmente que personas bienintencionadas, pero sin experiencia, intenten reproducir el sistema sin los conocimientos clínicos necesarios ni experiencia con equipos capaces de funcionar durante días: se necesitarían alrededor de un millón de ciclos para mantener a un paciente con ventilación asistida durante dos semanas. Además, se necesita un código tolerante a fallos, ya que los ventiladores son dispositivos de precisión que cumplen una función vital. Para ayudar a frenar la difusión de información errónea o consejos poco meditados, el equipo ha añadido a su sitio web recursos informativos verificados sobre el uso clínico de los ventiladores y los requisitos de formación y supervisión para utilizar sistemas de este tipo. Toda esta información está disponible gratuitamente en e-vent.mit.edu.
«Vamos publicando progresivamente las directrices de diseño (clínicas, mecánicas, eléctricas/de control y de pruebas) a medida que las desarrollamos y documentamos», afirma un miembro del equipo. «Animamos a los equipos de ingeniería clínica capacitados a trabajar con los recursos de su entorno, siguiendo las especificaciones principales y la información de seguridad, y agradecemos cualquier aportación de otros equipos».
Los investigadores destacan que este no es un proyecto para aficionados al bricolaje, pues requiere conocimientos especializados sobre la interfaz clínico-técnica y la capacidad de trabajar teniendo en cuenta las estrictas especificaciones y directrices de la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA).
«Estos dispositivos deben fabricarse de acuerdo con los requisitos de la FDA y solo deben utilizarse bajo la supervisión de un profesional clínico», afirmó un miembro del equipo. «El Departamento de Salud y Servicios Humanos publicó un aviso que establece que las intervenciones médicas relacionadas con la COVID-19 ya no están sujetas a responsabilidad, pero eso no cambia nuestro deber de atención», dijo. «En este momento, estamos a la espera de los comentarios de la FDA» sobre el proyecto. «En última instancia, nuestra intención es solicitar la aprobación de la FDA. Sin embargo, ese proceso lleva tiempo».
El equipo, compuesto íntegramente por voluntarios, trabaja sin financiación y, por ahora, mantiene el anonimato, porque muchos de sus integrantes ya están desbordados por las consultas de personas que quieren más información y les preocupa que las llamadas les impidan trabajar en el proyecto. «Nos gustaría muchísimo poder concentrarnos», afirma un miembro del equipo. «Y esa es una de las razones por las que el sitio web es tan esencial: nos permite comunicarnos con cualquiera que quiera leer sobre lo que hacemos y también permite que otras personas de todo el mundo se comuniquen con nosotros».
«La consideración principal es la seguridad del paciente. Por eso tuvimos que establecer lo que llamamos requisitos funcionales clínicos mínimos», es decir, el conjunto mínimo de funciones que debe realizar el dispositivo para que sea seguro y útil, explica uno de los miembros del equipo, ingeniero y médico. Cuenta que una de sus tareas es traducir entre los lenguajes especializados que utilizan los ingenieros y los profesionales médicos del equipo.
La determinación de los requisitos mínimos la realizó un equipo de médicos con una amplia experiencia clínica, que incluye anestesia y cuidados intensivos, explica. En paralelo, el grupo se puso a diseñar, construir y probar un prototipo actualizado. Las pruebas iniciales revelaron las elevadas cargas que genera el uso real y algunas debilidades que ya se han corregido para que, en palabras de los codirectores del equipo, «hasta el profesor pueda darle una patada y hacerlo cruzar la habitación». En otras palabras, los primeros intentos, centrados en que fuera muy «fácil de fabricar», pecaban de optimismo.
Ya se han fabricado nuevas versiones y se están preparando para realizar más pruebas funcionales. El equipo afirma que en su sitio web ya hay información detallada suficiente para que otros equipos trabajen en paralelo, y también ha incluido enlaces a otros equipos que trabajan en proyectos de diseño similares.
En menos de una semana, el equipo pasó de tener las mesas de trabajo vacías a realizar las primeras pruebas realistas de un prototipo. Un miembro del equipo afirma que, en la poco más de una semana que llevan trabajando, motivados por informes de que los médicos ya tienen que racionar los ventiladores y por la intensa concentración que el diverso grupo ha dedicado al proyecto, ya han generado investigación que «daría para varias tesis».
El carácter interdisciplinario del grupo ha sido fundamental, afirma un miembro del equipo. «Los momentos más emocionantes, cuando el equipo realmente avanza rápido, son aquellos en que tenemos a un ingeniero de diseño sentado junto a un ingeniero de control, junto al especialista en fabricación, con un anestesiólogo conectado por WebEx, todos haciendo modelado 3D, programando y trabajando con hojas de cálculo en paralelo. Debatimos los detalles de todo, desde cómo registrar los datos de las constantes vitales de los pacientes hasta cuáles son las mejores fuentes de motores eléctricos pequeños».
La intensidad del trabajo, con personas que dedican muchas horas cada día, ha sido agotadora, pero no ha mermado su entusiasmo. «Trabajamos todos juntos y, en última instancia, el objetivo es ayudar a las personas, porque es comprensible que haya vidas en juego», dijo.
