Ingenieros de la UNLP avanzan en el desarrollo de un novedoso respirador mecánico de emergencia

Este sistema permitiría reemplazar la tarea realizada por enfermeros y/o médicos en el uso de respiradores manuales. A diferencia de otros equipos, cuenta con sensores que permiten saber con precisión el volumen de aire que entra a los pulmones. La propuesta es una de las 64 que fueron seleccionadas por la Agencia de Promoción de la Investigación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación para recibir financiamiento. Se presentaron más de 900 proyectos de todo el país.

Integrantes del Centro Tecnológico Aeroespacial (CTA) y del Grupo de Ensayos Mecánicos Aplicados (GEMA) de la Facultad de Ingeniería de la UNLP avanzan en el desarrollo de un novedoso respirador mecánico de emergencia. El proyecto fue seleccionado por la Agencia de Promoción de la Investigación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (Agencia I+D+i) en un concurso lanzado con el fin de financiar investigaciones relacionadas al Covid-19. Se presentaron más de 900 Ideas Proyecto (IP) de las cuales fueron elegidas 64 por un jurado de 26 académicos.

La propuesta del CTA-GEMA consiste en el diseño de un respirador mecánico de emergencia de presión regulada y volumen controlado (PRVC), a partir de la automatización del uso de un respirador manual tipo AMBU (Artificial Manual BreathingUnit). Este sistema permite proveer presión positiva de ventilación pulmonar en pacientes con dificultades para respirar. Estos equipos manuales son los primeros en asistir a un paciente en condiciones de emergencia médica. Sirven para lograr un soporte temporario mientras se logra estabilizar al paciente y derivarlo a un respirador mecánico avanzado.

Con este diseño, propuesto por los especialistas de Ingeniería, se logra reemplazar al médico o enfermero que realiza esta tarea de forma manual, dándole aire al sistema sanitario, desbordado por tareas vinculadas al Covid-19.

El ingeniero Facundo Pasquevich, integrante del CTA-GEMA señaló como un aspecto sobresaliente del proyecto (que hizo que sea una de las pocas propuestas de respiradores seleccionados por la Agencia) “que el sistema cuenta con sensores que permiten saber exactamente el volumen de aire que está entrando a los pulmones del paciente. Por lo general, los respiradores que usan AMBUS solamente controlan la presión de aire, no el volumen y para pacientes con Covid es fundamental conocer el volumen de aire que ingresa”.

Otra característica importante es que “todos los elementos que están en contacto con el paciente y, principalmente con el aire que respira el paciente, son elementos que se encuentran aprobados por la ANMAT, por lo que su uso en medicina está certificado y aprobado. Esta es una de las razones principales por las que se decidió utilizar un AMBU como el elemento generador de presión y volumen de inspiración. Cualquier otro sistema que se hubiese planteado necesitaría ser ensayado y verificado por la ANMAT, proceso que demanda un tiempo con el que no contamos en esta situación de emergencia”, añadió el ingeniero.

Marcos Actis vicepresidente del Área Institucional de la UNLP y director del CTA, detalló que “nuestro recorrido comenzó a partir de investigar un modelo del MIT de código abierto, que había sido homologado y podríamos hacer acá. Los integrantes del CTA- GEMA aceptaron el desafío y se pusieron a trabajar contra reloj. Como también estábamos asesorando a otros grupos en temas de respiradores, hablamos con el decano de la Facultad de Ciencias Médicas que nos contactó con la Sociedad Platense de Anestesiología e hicimos consultas con profesionales que nos pusieron en autos sobre los problemas que se generan al conectar un paciente a un respirador. El prototipo se tiene que adaptar al enfermo y debe responder en la forma adecuada, según las necesidades que determine el especialista”.

El desarrollo de la Facultad de Ingeniería también se destaca por mantener su simpleza, a fin de poder lograr confiabilidad de funcionamiento y una rápida producción para tratar de paliar necesidades extraordinarias de este tipo de equipamiento dentro de la pandemia.

“Estamos muy contentos por despertar el interés de la Agencia, pero el desafío no terminó y debemos buscar una empresa que quiera asociarse con la UNLP para llevar adelante la fabricación de este equipo”, agregó Actis.

Actualmente, el Centro Tecnológico Aeroespacial se encuentra adquiriendo los insumos para su producción.

Diseño y funcionamiento del equipo

El respirador, desde el punto de vista ergonómico, consiste en una caja de aluminio con tapa superior y tiene un amarre para ser transportada a mano. Posee un panel frontal con un display digital para poder observar distintos parámetros y la posibilidad de incorporar diferentes botones o potenciómetros para modificar el funcionamiento.

Los paneles laterales poseen ranuras de ventilación para facilitar la circulación de aire hacia el cooler ubicado en su parte posterior y refrigerar así la electrónica y el motor durante la operación. A su vez, contienen los 4 cierres tipo traba para la tapa superior. Adicionalmente poseen las salidas de los conductos del AMBU a utilizar. En su parte inferior, el equipo posee tacos de goma antideslizantes para ser apoyado en cualquier tipo de superficie. El panel posterior posee el cooler de ventilación y la toma de corriente tipo PC.

El respirador completo tendrá unas dimensiones aproximadas de 315mm de alto, con un área de apoyo de 531 mm de profundidad, por 300 mm de ancho. Tendrá un peso total de unos 10 kg. Estas dimensiones y el peso lo hacen fácilmente ubicable en una mesa pequeña al lado del paciente. La tapa posee en su parte superior la manija de agarre para transportarlo y en su parte inferior los cuatro cierres para sujetarlo y los apoyos de goma que sujetarán el AMBU.

El sistema cuenta con una pantalla donde se visualizan las variables y alarmas del respirador, de tal forma que el personal médico pueda conocer rápidamente los parámetros de la mecánica respiratoria y si hay algo fuera de lo establecido. Asimismo, se incluyen diferentes alarmas sonoras y lumínicas que permiten rápidamente saber qué es lo que está sucediendo.

Al ser un sistema de soporte de vida, se le agregan baterías para poder tener una autonomía de 24 horas de uso en caso de que falle la energía eléctrica del establecimiento.