Científicos desarrollan un ventilador pulmonar de bajo costo en Brasil

Se trata de un aparato fabricado en la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo que es hasta 15 veces más barato que los equipos convencionales. Y podrán producirlo libremente las empresas que obtengan la habilitación para ello de la autoridad sanitaria brasileña

Por André Julião*  |  Agência FAPESP – Un grupo de investigadores de la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo (Poli-USP), en Brasil, desarrolló un ventilador pulmonar que es alrededor de 15 veces más barato que los tradicionales. Este aparato, al que se le dio el nombre de Inspire, cuenta con una licencia abierta de fabricación, es decir que puede producírselo sin el pago de regalías a sus inventores. Con todo, queda bajo distribución de tecnología controlada, por tratarse de un equipo de soporte de la vida.

El montaje del lote piloto, destinado a la realización de estudios clínicos, quedará a cargo de la Marina de Brasil. Veinte empresas están interesadas en fabricar el aparato, que ya pasó por pruebas con animales y ensayos en humanos. Los ventiladores pulmonares mecánicos son esenciales en el tratamiento de pacientes con síndrome respiratorio agudo, uno de los desdoblamientos más graves del COVID-19.

“Es un aparato de emergencia, para su uso ante la falta de respiradores de UTIs [unidades de terapia intensiva], que son más monitoreados. Pero posee las funcionalidades que un paciente grave requiere y la ventaja de no depender de una línea de aire comprimido, como los otros: necesita únicamente un tomacorriente de energía eléctrica y una conexión a la línea de oxígeno [O₂] del hospital, o de O₂ envasado”, explica Raul Gonzalez Lima, docente de la Poli-USP y coordinador del proyecto.

Gonzalez Lima trabaja desde hace alrededor de 20 años con el apoyo de la FAPESP en el desarrollo de tecnologías de tomografías por impedancia eléctrica, que permiten monitorear y optimizar la respiración artificial en pacientes en tratamiento intensivo. Mediante este monitoreo, se apunta a minimizar los efectos colaterales y a disminuir el tiempo de dependencia de la ventilación mecánica.

De su grupo salieron algunos de los investigadores que crearon la empresa Timpel, que provee tomógrafos a hospitales de Brasil y del exterior y que contó con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la FAPESP (lea más en: agencia.fapesp.br/33013).  

El respirador Inspire sigue un modelo libre de patente y requiere de insumos de fácil acceso en Brasil. Cada aparato puede fabricarse en dos horas a un costo de mil reales, mientras que los ventiladores convencionales cuestan en promedio 15 mil reales. Colabora también en este proyecto Marcelo Knorich Zuffo, docente de la Poli-USP.

Colaboraciones

Para realizar las diferentes pruebas necesarias vinculadas al desarrollo y la aprobación del producto, Gonzalez Lima y Knorich Zuffo contaron con la colaboración de docentes de la propia Escuela Politécnica, de la Facultad de Medicina (FM) y de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia (FMVZ), todas de la USP.

Para conocer los flujos y las concentraciones de oxígeno que el aparato puede suministrarles a los pacientes, en las distintas frecuencias que simulan la respiración de los pulmones humanos, el grupo utilizó un analizador de gases y un medidor de flujo de gases existentes en el Laboratorio de Diagnóstico Avanzado de Combustión del Centro de Investigaciones para la Innovación en Gases (RCGI), un Centro de Investigaciones en Ingeniería (CPE, en portugués) constituido por la FAPESP y la petrolera Shell.

Dicho laboratorio está coordinado por el profesor Guenther Carlos Krieger Filho, de la Poli-USP.

“Estos aparatos deben suministrarles a los pulmones de los pacientes una mezcla de aire con oxígeno. Efectuamos entonces una prueba para verificar la relación entre el tiempo de apertura de la línea de oxígeno y el porcentaje de oxígeno mezclado en el aire”, explicó Gonzalez Lima.

Con todo, el instrumento del RCGI, al haber sido fabricado para medir la quema de combustibles, solo mide hasta un 30% del oxígeno presente en el aire. Como los ventiladores deben suministrar un porcentaje mayor, cercano al 100%, los investigadores efectuaron un cálculo indirecto, mediante la medición de los otros gases e infiriendo la cantidad de oxígeno, que se mostró adecuada.

Las pruebas con animales se realizaron bajo la coordinación de las profesoras Denise Tabacchi Fantoni y Aline Ambrósio, ambas de la FMVZ-USP.

Los ensayos tuvieron lugar en el Laboratorio de Anestesiología (LIM08) de la FM-USP, coordinados por José Otávio Costa Auler Junior, en colaboración con Denise Aya Otsuki, ambos docentes de la institución.

Los primeros estudios con humanos también estuvieron coordinados por Auler Junior, y se concretaron con cuatro pacientes atendidos en el Instituto del Corazón (InCor) de la FM-USP. Colaboraron también la profesora Filomena Regina Barbosa Gomes Galas, quien es también supervisora de la UTI Quirúrgica del InCor, la enfermera Suely Pereira Zeferino y el fisioterapeuta Alcino Costa Leme, investigadores en la misma institución. No se registraron complicaciones con los pacientes ventilados con Inspire.

Ahora el grupo prepara un nuevo ensayo clínico, con una mayor cantidad de pacientes. Este debe ser uno de los últimos pasos antes de que la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria (Anvisa) de Brasil autorice el montaje del aparato.

* Con información de la Asesoría de Comunicación de la Escuela Politécnica de la USP