Dispositivo innovador que permite que dos pacientes con COVID-19 sean ventilados con una sola máquina para ayudar a acabar con la escasez mundial de ventiladores

Un dispositivo prototipo que permite que dos pacientes sean ventilados por una sola máquina podría ayudar a resolver la escasez crítica de ventiladores que salvan vidas observada en todo el mundo durante la pandemia de COVID-19.

El Eucovent, un dispositivo pendiente de patente desarrollado por graduados en ingeniería biomédica de la Universidad del Sur de Florida (Tampa, FL, EUA), se considera una innovación médica que salva vidas. Entre las soluciones novedosas a los problemas de co-ventilación, existen dispositivos capaces de “dividir” el flujo de aire a múltiples pacientes, aunque la mayoría de las soluciones disponibles no ofrecen ningún tipo de personalización. Esto es particularmente problemático ya que los pacientes requieren diferentes volúmenes de flujo de aire según la distensibilidad pulmonar y el peso corporal, entre otros factores. Por ejemplo, una mujer de 68 kilos puede requerir un flujo de aire sustancialmente menor que un hombre de 110 kilos.

Para solucionar este problema, el equipo de licenciados egresados en ingeniería biomédica empleó dos técnicas principales: resistencia dinámica y multiplexación de tiempo. La resistencia dinámica se refiere a una obstrucción que restringe la cantidad de aire suministrado a cada paciente. Para lograr esto, el grupo fabricó válvulas personalizadas que se pueden ajustar de forma independiente para satisfacer las necesidades individuales de flujo de aire de cada paciente. Mediante el uso de multiplexación de tiempo, una técnica común de señales digitales, el dispositivo puede alternar entre pacientes, entregando respiraciones de manera eficiente a cada persona de forma independiente. Junto con estas dos soluciones principales, los miembros del equipo tuvieron que utilizar toda su experiencia de investigación de pregrado para el proyecto. Utilizando sus conocimientos de biomecánica, junto con métodos como la impresión 3D, la programación y el modelado de computadoras, así como el diseño asistido por computadora, el grupo pudo completar y probar el prototipo con mucho éxito.

La relevancia de un dispositivo de este tipo se hizo evidente durante la pandemia de COVID-19, cuando los hospitales de todo el mundo luchaban por proporcionar ventiladores a todos los pacientes que lo necesitaban. El Eucovent efectivamente duplica la capacidad existente de un hospital sin tener que comprar ventiladores adicionales, que pueden costar más de $15.000 por unidad. El equipo dice que su uso va mucho más allá de la pandemia actual, con aplicaciones en entornos de desastres naturales, ubicaciones remotas y áreas de bajos recursos. El equipo ahora planea publicar este trabajo y continuar mejorando el diseño mientras esperan la aprobación de la patente.

"Creemos que Eucovent ofrece muchos beneficios, incluidos el costo y la seguridad", dijo la estudiante de la USF Carolyna Yamamoto Alves Pinto, quien ayudó a desarrollar el dispositivo. “Comparado con un ventilador nuevo, el dispositivo es de un costo extremadamente bajo, lo que hace que la ventilación sea más accesible y asequible. También ofrece un mayor nivel de atención al paciente en comparación con las soluciones existentes, lo que la convierte en una opción más segura y confiable para la co-ventilación ”.

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Universidad del Sur de Florida