'Seguro y bien tolerado': el dispositivo de respiración prototipo para pacientes con COVID

Un ventilador eléctrico simple es el componente clave de un dispositivo de soporte respiratorio de bajo costo y fácil de usar diseñado para hacer frente al aumento de casos de COVID en países de ingresos bajos a medianos.

El dispositivo proporciona una forma de oxigenoterapia llamada CPAP o presión positiva continua en las vías respiratorias, que ha demostrado ser eficaz para ayudar a los pacientes que luchan por respirar debido a un COVID de moderado a grave.

En un artículo publicado hoy (martes 24 de agosto) en la revista Frontiers in Medical Technology, el equipo que desarrolló el dispositivo dice que una evaluación piloto en la que participaron diez voluntarios sanos demostró que "... se puede utilizar de forma segura sin inducir hipoxia (niveles bajos de oxígeno en los tejidos) o hipercapnia (acumulación de dióxido de carbono en el torrente sanguíneo) y que su uso fue bien tolerado por los usuarios, sin que se hayan informado efectos adversos ".


Los investigadores utilizaron los principios de la "innovación frugal" para diseñar y desarrollar la ayuda respiratoria, a fin de garantizar que el dispositivo siga siendo simple y a la vez robusto y capaz de satisfacer las demandas clínicas en entornos de salud con menos recursos. Una innovación clave fue generar el flujo de aire requerido utilizando un ventilador eléctrico simple, similar a los ventiladores que se usan para enfriar dispositivos electrónicos, para superar la falta de acceso a suministros de aire y oxígeno a alta presión.


El dispositivo fue desarrollado por un equipo de ingenieros, científicos y médicos de la Universidad de Leeds, Leeds Teaching Hospitals NHS Trust, Bradford Teaching Hospitals NHS Foundation Trust, Medical Aid International y el Hospital Mengo en Uganda.


'Mayor acceso a la tecnología de cuidados críticos'


Nikil Kapur, profesor de dinámica de fluidos aplicada en la Universidad de Leeds y académico supervisor del proyecto, dijo: "Al adoptar el enfoque de innovación frugal, hemos podido rediseñar una pieza importante de equipo médico para que pueda funcionar con eficacia en entornos sanitarios con menos recursos.


"Hemos eliminado la complejidad innecesaria y nos hemos asegurado de que el dispositivo funcione en entornos donde los suministros de oxígeno son escasos y deben conservarse. El prototipo es un paso importante en el desarrollo de un dispositivo que creará un mayor acceso a la tecnología de cuidados críticos y ayudará a salvar vidas . "

Los componentes del dispositivo prototipo cuestan alrededor de £ 150 ($ 207 US). Las máquinas CPAP convencionales pueden costar alrededor de £ 600 y un ventilador utilizado en una unidad de cuidados intensivos puede costar más de £ 30,000.


El Dr. Tom Lawton, consultor en cuidados intensivos y anestesia en Bradford Teaching Hospitals NHS Foundation Trust y miembro del equipo de investigación, dijo: "En el Reino Unido, la CPAP ha sido eficaz como pilar del tratamiento respiratorio para el COVID-19 grave y ayuda para evitar que los pacientes necesiten cuidados avanzados en la UCI, como ventiladores.


"En muchos países, las limitaciones de recursos significan que incluso la CPAP es difícil de conseguir y las enfermedades más graves con frecuencia conducen a la muerte. Los dispositivos de CPAP simples, diseñados para funcionar en un entorno con recursos limitados, pueden ayudar a reducir la desigualdad mundial en la atención médica y salvar vidas ahora. con COVID-19 y potencialmente con otras enfermedades en el futuro ".


CPAP: una terapia eficaz para pacientes con COVID


Un estudio reciente del Reino Unido conocido como Recovery-RS Trial ha destacado cómo la CPAP puede proporcionar una intervención valiosa para COVID-19 y la Organización Mundial de la Salud está fomentando el rápido desarrollo de ayudas respiratorias de bajo costo que podrían implementarse en sistemas de atención médica con recursos más pobres.


Para que eso sea posible, los dispositivos deben operar con sistemas de oxígeno a baja presión. A diferencia de los países más ricos, es posible que las clínicas y hospitales en entornos más pobres no tengan acceso a suministros de oxígeno centralizados, donde el oxígeno se canaliza bajo presión a las salas, o un suministro constante de cilindros de oxígeno.


En cambio, confían en lo que se conoce como concentradores de oxígeno, máquinas del tamaño de una maleta que toman aire ambiental, extraen el nitrógeno y proporcionan un suministro de oxígeno a baja presión.


La máquina CPAP prototipo funciona con concentradores de oxígeno. El Dr. Pete Culmer, profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Mecánica de Leeds y autor principal del estudio, dijo: "El prototipo de Leeds se ha hecho específicamente para trabajar con concentradores de oxígeno, que tienen un flujo bajo de oxígeno y a baja presión.


"El ventilador o soplador CPAP está conectado a lo que se conoce como circuito de respiración. Ese circuito está compuesto por un filtro para atrapar virus y bacterias en el flujo de aire, tubos, mascarilla, una válvula que controla el flujo de oxígeno desde el concentrador de oxígeno y una salida de espiración ".


El sistema de ventilador inteligentemente diseñado proporciona un suministro de flujo de aire seguro sin necesidad de sistemas de control más complejos y costosos o una fuente de aire de alta presión. Esto proporciona un medio simple y robusto para generar un flujo de aire suficiente para abrir las vías respiratorias del paciente, de modo que el oxígeno pueda ingresar a los diminutos sacos de aire en los pulmones, sin riesgo de efectos adversos. El concentrador de oxígeno se utiliza para enriquecer este flujo de aire con oxígeno, conservando valiosos suministros.


El dispositivo puede generar cuatro niveles diferentes de presión de aire dependiendo de la necesidad clínica. El documento dice saturación de oxígeno deseable Los niveles de ración en sangre, entre el 96 y el 100 por ciento, se mantuvieron en los voluntarios sanos que participaron en el ensayo. El rango de CO2 al final de la exhalación estaba entre 3.6 y 4.9 pKA, nuevamente dentro de los límites aceptados para la salud.


El profesor David Brettle, director científico de Leeds Teaching Hospitals NHS Trust y miembro del equipo que desarrolló el dispositivo, dijo: "La innovación en el corazón de este dispositivo es la simplicidad de su diseño, el bajo costo de producción y cómo hace un uso eficiente de los escasos suministros de oxígeno. "En el Reino Unido, el acceso a la tecnología sanitaria necesaria se puede dar por sentado, pero en los países de ingresos bajos y medios a veces no se dispone de tecnología relativamente simple. Este dispositivo innovador tiene como objetivo nivelar el campo de juego".


El ensayo del paciente comenzará en cuestión de semanas. Está previsto que comience un ensayo con pacientes enfermos en el Hospital Mengo de Kampala, Uganda, el próximo mes (septiembre).


La Dra. Edith Namulema, epidemióloga de Uganda involucrada en el proyecto de investigación, dijo que existe una necesidad desesperada de máquinas CPAP en los países de ingresos bajos a medianos. Uganda tiene un sistema de salud descentralizado, y los pacientes son remitidos desde centros de salud y clínicas comunitarias y distritales a hospitales regionales y nacionales si están muy enfermos.


El Dr. Namulema agregó: "Son solo los hospitales de derivación regionales y nacionales los que tienen acceso a CPAP. Sin embargo, los pacientes se presentan primero a las instalaciones de nivel inferior cuando tienen dificultades respiratorias y cuando llegan a los centros de derivación regionales, en algunos casos, es demasiado tarde. La capacidad de conectar a un paciente a la ventilación cuando la necesita potencialmente salva muchas vidas y reduce la estancia hospitalaria. "Además, como país tenemos alrededor de 500 camas de UCI para 42 millones de ugandeses, que es muy pocas".

El artículo, El sistema LeVe CPAP para soporte respiratorio CPAP con eficiencia de oxígeno: desarrollo y evaluación piloto, se publica en Frontiers in Medical Technology.


Escrito y publicado por: University of Leeds | Medical Xpress

24 de agosto de 2021

Enlace original: https://medicalxpress.com/news/2021-08-safe-toleratedthe-prototype-device-covid.html

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