“¿Se lo empaco en una bolsita?” es una expresión típica que escucho al acompañar mi madre a hacer mercado. Las bolsas siempre están presentes en nuestra vida, es que éstas tienen muchos usos. ¡Hagamos inventario! Sirven para hacer compras, guardar cosas, cubrirse de la lluvia y hasta de sombreros para los niños. Sin embargo, en esta oportunidad no queremos apuntar hacía estos usos, por el contrario, nos enfocamos hacía una pregunta esencial en tiempos de pandemia de la COVID-19: ¿las bolsas podrían contribuir a atender pacientes afectados por este virus? Al parecer, ¡sí es posible! y esto gracias a la solución que Álvaro Andrés Navarro y su grupo de investigación de la Universidad del Quindío han estado desarrollando.
Las bolsas para salvar vidas
Álvaro Navarro es ingeniero electrónico de la Universidad del Quindío, quien con su grupo de investigación han estado construyendo un prototipo de respirador mecánico para pacientes con coronavirus que no estén en estado crítico*. En medio de la pandemia, es necesario que los médicos tengan las herramientas necesarias para hacer frente a esta enfermedad, es lo que afirma Álvaro, escucha el siguiente podcast para conocer todas sus motivaciones.
Un respirador mecánico es una máquina de accionamiento eléctrico que suple la respiración pulmonar en personas con insuficiencia respiratoria aguda o crónica. En el mercado se pueden encontrar respiradores con una altura de 33,7 centímetro, un ancho de 39,4 centímetros y una profundidad de 16,5 centímetros. Son considerados como uno de los elementos básicos que debe tener un hospital ya que la insuficiencia respiratoria natural puede producir la muerte.
Hay dos tipos de respiradores mecánicos: los invasivos y los no invasivos. Los invasivos son aquellos que poseen un tubo el cual se introduce por la tráquea del paciente y se utilizan para aquellos pacientes con mayor dificultad respiratoria. Por su parte, los no invasivos consisten en una mascarilla que cubre la boca y la nariz, y son usados en los enfermos con menor dificultad respiratoria.
Teniendo en cuenta lo anterior, ¿en qué consiste el respirador realizado por Álvaro? Es un respirador mecánico que está compuesto por un motor, unas pinzas y un resucitador manual, también conocido como bolsa ambu (por sus siglas en inglés Airway Mask Bag Unit). Como lo dice su nombre, un ambu es un dispositivo manual cuya función principal es proporcionar ventilación a los pacientes que no pueden respirar bien. El ambu está compuesto por una bolsa de reservorio, un balón auto hinchable, una válvula unidireccional y una mascarilla, observa la siguiente imagen para que te ilustres más.
¿Cómo funciona el respirador desarrollado por Álvaro? El motor acciona las pinzas para que hagan presión sobre el ambu y de esta forma se genere una corriente de aire con el objetivo de que el paciente pueda respirar, teniendo el control del ciclo de respiración, es decir, cuando el paciente inspira y expira, por lo que se puede deducir que este respirador es de tipo no invasivo. Además, el respirador está enlazado a una plataforma a la que el experto médico puede acceder desde un computador, a fin de que se pueda monitorear el estado del paciente y las distintas variables necesarias para verificar la salud del enfermo relacionadas con su respiración, tales como volumen, presión, flujo de aire y frecuencia respiratoria. Por ahora, el grupo de investigación está a la espera de la aprobación del Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos (Invima) la institución que se encarga de la vigilancia técnico científica de los alimentos, medicamentos y dispositivos médicos. Si logran el visto bueno por parte de esta entidad, el respirador podrá ser usado en humanos.
COVID-19: Un enemigo letal para las vías respiratorias
Los coronavirus con una familia de virus que pueden causar enfermedades tales como el resfriado común y el síndrome agudo respiratorio. En diciembre del año 2019, se detectó un nuevo tipo de coronavirus en la ciudad china de Wuhan, que se denomina SARS-CoV-2. En marzo del 2020, por la rápida expansión a través de los cincos continentes, la Organización Mundial de la Salud (OMS) la declararía una pandemia.
¿Qué hace este virus? Aunque no se tenga mucha información sobre el nuevo coronavirus, se sabe que se comporta como los SARS, es decir, cuando entra al cuerpo se sujeta a las células de la mucosa del fondo de la nariz y de la garganta y luego llega a los conductos bronquiales, provocando los síntomas más comunes como tos, fiebre y secreción nasal.
En casos más graves el virus puede llegar a los pulmones, y como consecuencia de esto los alveolos se infectan y se inflaman, impidiendo que realicen su principal función, que es suministrar oxígeno a la sangre y eliminar el dióxido de carbono, por consiguiente, los pulmones se llenan de líquido y de células muertas. El cuerpo reacciona a esto para eliminar el virus, sin embargo, la respuesta inmunológica puede llegar a ser muy agresiva, empeorando la insuficiencia respiratoria ya que además de asesinar al virus, el sistema inmunológico puede llegar a atacar a las células respiratorias. Llegado a este punto, el paciente necesitará un respirador mecánico por la gravedad de su estado de salud. Aquí es donde Álvaro y su equipo de trabajo contribuyen a la sociedad y a la medicina, al brindar una herramienta que ayude a mantener estables a los pacientes en que no están en estado crítico*.
Observa la siguiente imagen para saber más sobre el recorrido que realiza el coronavirus en el cuerpo humano.
El 26 de mayo del 2020 habían más de 5 millones de infectados y 348. 610 muertos en el mundo. En el caso de Colombia, se registraron 23.003 personas contagiadas en la misma fecha, de las cuales 16.687 se encontraban activos y 249 estaban en la Unidad de Cuidado Intensivos (UCI) lugar en donde se hace uso de los respiradores mecánicos, debido a que allí se están los pacientes más graves.
Respiradores mecánicos: La respuesta para los pacientes más graves
Por la crisis del coronavirus, muchas universidades están desarrollando respiradores mecánicos, entre la Universidad de la Sabana y la Universidad de Medellín, además de que el Gobierno Colombiana adquirió 2.817 respiradores, así que ¿por qué seguir fabricando si ya están disponibles en el mercado? “Soldado advertido no muere en guerra” es un dicho muy popular que se puede aplicar en esta situación, debido a que el número de contagiados puede aumentar, por lo tanto, también el número de enfermos graves que necesitaran de estas máquinas para suplir la función de respirar. En países como México hay una escasez de estos equipos por lo que en Colombia no se puede repetir este error y es necesario estar prevenidos.
Es de recordar que los respiradores mecánicos no se deshacen del virus ni tampoco son un tratamiento para curar a los enfermos; estos equipos lo que hacen es ayudar a los pulmones en el proceso de respiración mientras que el paciente se recupera.
Pero hay algunos inconvenientes que puede presentar el respirador. Uno de estos es que la bolsa se rompa causando una anomalía en el paciente, así que, si esta situación llega a ocurrir, el mecanismo informa al médico experto sobre el inconveniente. También existe la posibilidad de que la energía no esté disponible, por esta razón es que el equipo tiene integrado una batería en el caso de que esto suceda.
¿Nuestro investigador tendrá el visto bueno del Invima? Esperemos que sí, en medio de la crisis sanitaria, el trabajo de los ingenieros se ha vuelto fundamental para proveer de herramientas a los expertos médicos, con el fin de que puedan atender a los pacientes de COVID-19*. Con esto nos damos cuenta de que la ciencia y la tecnología deben ir de la mano para desarrollar soluciones novedosas que permitan salvaguardar el bienestar y la salud de las personas.
*Fe de erratas: Este equipo está diseñado para pacientes no críticos de COVID-19. Actualizado el 10 de junio de 2020, 12:42 p.m.
Entrevistado: Álvaro Navarro
Ingeniero electrónico, Universidad del Quindío
Correo electrónico: aanavarro@uniquindio.edu.co
Periodista: María Lucía Sarmiento
Conceptos clave
- Respirador mecánico: Es una maquina de accionamiento eléctrico que suple la ventilación pulmonar espontánea por una ventilación mecánica.
- COVID-19: Es una enfermedad infecciosa provocada por el virus SARS- Cov-2.
- SARS-CoV-2: Es un tipo de coronavirus que se originó en el año 2019 en la ciudad de Wuhan, China. Parecer tener un origen zoonótico, es decir, que se transmitió de un animal a un humano.
- Alvéolos: Bolsas de aire que se encuentran en las terminaciones de los bronquiolos, su función principal es intercambiar los gases de la sangre y los pulmones.
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Palabras clave: Respiradores, avances médicos, pandemia, COVID-19, desarrollos médicos, enfermedades respiratorias