Investigadores de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) –integrantes del Centro Nacional de Investigación en Imagenología e Instrumentación Médica (CI3M)– trabajan en el diseño y construcción de un ventilador invasivo para contender con el desbasto de insumos en México ante la pandemia del COVID-19.
El doctor Joaquín Azpiroz Leehan, académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la UAM, recordó que el CI3M se ha dedicado desde su fundación al desarrollo de dispositivos médicos, por lo que, ante la necesidad de contar con el mayor número de ventiladores para enfrentar la emergencia sanitaria por el coronavirus, un grupo de científicos está creando un instrumento que cumple con las especificaciones emitidas recientemente por la Secretaría de Salud para auxiliar a los pacientes.
“Nuestra profesión está hecha para solventar este tipo de problemas” y la Universidad –que siempre ha atendido asuntos sociales del país– tiene la oportunidad de impulsar un producto médico que tendrá mucho más impacto que cualquier otro en este momento.
El equipo de expertos tiene experiencia en neumática y es autor de un corazón artificial impulsado por circuitos de aire comprimido, además de haber indagado sobre sistemas de análisis de gases y metabolismo, lo que ha significado una práctica útil para arribar muy rápido a la idea de hacer un ventilador que será muy diferente a muchos que están apareciendo ahora, dijo el docente, cuya línea de estudios es la Imagenología e Instrumentación, la Compresión de imágenes y la Gestión de la tecnología médica.
En asociación con el Departamento de Ingeniería en Sistemas Biomédicos de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) –que tenía un prototipo desde hace más de 10 años que nunca fue aplicado– “hemos trabajado de manera conjunta, en particular con el maestro Serafín Castañeda Cedeño y el doctor Luis Jiménez Ángeles –egresado éste del posgrado en Ingeniería Biomédica de la UAM y ex colaborador del CI3M– en un nuevo modelo basado en la experiencia que tenemos en el tema de circuitos de aire”.
Varias arquitecturas del tipo open source han sido analizadas, encontrándose que la mayoría de los existentes está basada en un sistema de mecanización con una técnica manual de rescate –el sistema ambu– pero que por aspectos de durabilidad y seguridad para el paciente se encuentra fuera de la norma mexicana publicada para la emergencia actual.
En este caso se ha realizado un modelo híbrido que cumple, no sólo con las disposiciones antes mencionadas, sino también con los parámetros legales, incluida la ISO 13485, que exige un registro de las disposiciones de diseño y las acciones llevadas a cabo, desde el boceto de los equipos y dispositivos médicos, es decir, no se trata sólo de armar una unidad y someterla a prueba, sino de documentar todo: especificaciones, modificaciones y componentes certificados, lo cual “es algo que hacemos todo el tiempo en el Ci3M”.
Una de las ventajas primordiales de este esquema es que cumple con las normas recién emitidas por la Secretaría de Salud –en el contexto de la crisis– para los ventiladores, que tienen que ver con volúmenes y modos de control, entre otras características que deben ser validadas y que otros prototipos no cumplen.
Otra particularidad es que se trata de un proyecto híbrido que puede conectarse directamente a las instalaciones del nosocomio, es decir, a los conductos de gases –aire comprimido y oxígeno– o ser impulsado por un compresor.
El especialista de la UAM detalló que “es un sistema básico con dos posibles fuentes de suministro de gases: la alimentación de los hospitalarios y un sistema autónomo de compresión y mezcla”. El compresor es un pistón –también en desarrollo por el grupo de investigación– que puede utilizarse cuando se carezca de los circuitos en el sanatorio, de manera que el tanque de oxígeno cumpliría la función.
En caso de falta de energía eléctrica, por ejemplo, se conectará un tanque de oxígeno para que el compresor proporcione la potencia de aire, controlándose la mezcla de oxígeno y aire para proveer al paciente.
Una ventaja más es que el aparato se entregará junto con un paquete de capacitación para el usuario y de soporte técnico en casos de descomposturas y fallas, o de reemplazo si fuera preciso. Los componentes son un sistema de potencia neumática y otro de censado; unidad de control y alarmas; interface con el usuario; despliegue de la operación; circuito de conexión al paciente, y diseño industrial, entre otras consideraciones de ingeniería y asuntos regulatorios.
En relación con el déficit de ventiladores para atender la pandemia por el coronavirus, el doctor Azpiroz Leehan expuso que en el país hacen falta unas 10 veces más que en Alemania, entre otras naciones industrializadas, ya que “en este momento se tienen 5 mil 200 y serían necesarios otros 10 mil, como mínimo, para estar en una situación en la que se cubriera lo más importante de la emergencia”.
La información existente revela que “la infraestructura en México consta de 5 mil 523 ventiladores mecánicos para una población de más de 126 millones, según datos de la Secretaría de Salud, lo que se traduce en uno por cada 22 mil 813 habitantes”, lo cual, comparado con Canadá –que tiene uno por cada 12 mil personas y que ya se declaró en crisis, de tal manera que China le donó 40 equipos– muestra el nivel de la escasez.
Gran Bretaña financiará la construcción de 30 mil y evitará una crisis para sus 67 millones de habitantes, mientras que Alemania no tiene problema de desabasto, pues cuenta con 25 mil para 83 millones de personas.
Lo anterior indica que “nuestros números son siete veces menores que el ideal, que sería la nación teutona, lo que nos da una proporción de la gravedad de la situación nacional, ya que se requeriría duplicar nuestras cifras para alcanzar el estándar de Canadá, de tal forma que al menos 10 mil unidades más sería algo razonable”.
El grupo de investigación está en condiciones de entregar entre 1 mil y 2 mil ventiladores para el mes de junio o julio y se encuentra en busca de socios que puedan hacer la parte de escalamiento de la fabricación, entre ellos MABE o FORD, que han mostrado interés para prestar su capacidad, con lo que se estaría en posibilidades de manufacturar 10 mil, 20 mil o los que se requieran, ya que duplicarlo no es difícil, dijo el académico.
También busca financiamiento por parte del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, así como de los gobiernos capitalino y del Estado de México, ya que la intención es “entregar diez prototipos en un par de meses y tener lista toda la línea de producción para hacer 2 mil en cuestión de días” y seguir después a escala industrial.
Los trabajos en torno al ventilador son coordinados por los doctores Emilio Sacristán Rock y Azpiroz Leehan, investigadores del CI3M de la Unidad Iztapalapa de la UAM, así como por el maestro en Ingeniería Castañeda Cedeño y el doctor Jiménez Ángeles, por parte de la UNAM.
