Ventiladores mecánicos: ¿qué debe tener para mantener con vida a un paciente?

Celdas de oxígeno, electroválvulas y hasta un humidificador son algunos de los componentes que se requieren para materializar un ventilador mecánico, dispositivo que en medio de la pandemia se ha convertido en una esperanza de vida para las personas más afectadas por la enfermedad de COVID-19. 

Pero el reto no solo consiste en fabricar ventiladores mecánicos en tiempo récord y a menor costo, los fabricantes también deben considerar una serie de normativas para cumplir con los estándares de calidad solicitados por las autoridades sanitarias. 

Lee: La ventilación mecánica: una esperanza de alto riesgo para pacientes COVID

El ventilador es la suma de sus partes

“Las partes que usa un equipo de ventilación varían porque cada fabricante tiene un método de diseño”, asegura Javier Solís, quien reconoce que hay piezas de las cuales no se puede prescindir.

Algunas de esas piezas son la celda de oxígeno que mide la concentración de oxígeno en el aire que suministra el ventilador mecánico; las electroválvulas o válvulas solenoides “que permiten el paso de los gases, se abren o se cierran dependiendo de la frecuencia con la que se vaya a programar la ventilación hacia el paciente”, dice el ingeniero biomédico Javier Solis.

“Un equipo de ventilación puede ser algo altamente invasivo, que si falla puede causar más daño que beneficio”, menciona Leobardo Ramos, ingeniero biomédico y miembro de la iniciativa del ventilador emergente ALVI.

Normativa y desarrollo de un ventilador

La demanda mundial ha sido tan alta que han surgido iniciativas para fabricar ventiladores mecánicos en tiempo récord y de costo menor que los de marcas mundialmente reconocidas. 

Según la Sociedad Mexicana de Ingeniería Biomédica, hasta el momento, se han reportado más de 30 propuestas por parte de ingenieros, biólogos, médicos, técnicos y sociedad civil, para desarrollar más equipos respiratorios. Sin embargo, no todas las opciones son viables porque no cumplen con el tipo o los estándares de calidad solicitados por la vigilancia sanitaria. 

“Necesitan seguir varias normas de seguridad para proteger a los pacientes. La primera y la principal sería la seguridad eléctrica”, dice Javier Solís, ingeniero biomédico. Es decir, que la energía eléctrica que requiere el ventilador no provoque electrocución en el paciente.

“La segunda norma de seguridad es la neumática, la de los gases”, dice Javier Solís. Ésta, asegura, no solo contempla el suministro adecuado de aire y oxígeno, sino que además protege al paciente de las lesiones pulmonares.

“Esas tomas son las tomas que están a la cabecera de la cama del paciente, tienen un código de color, amarillo para el aire y verde para el oxígeno; si no se encuentran a una presión adecuada prácticamente estás arriesgando la vida del paciente”, afirma. 

Actualmente se cuenta con información científica disponible para todo público sobre la fabricación de ventiladores mecánicos. A esto se le conoce como ciencia abierta y es utilizada para fabricación de prototipos, pero nadie escapa de la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (Cofepris), el órgano mexicano encargado de la vigilancia sanitaria.

“Gracias a que los manuales de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) fueron de acceso libre es que pudimos confirmar una parte de seguridad del prototipo”, comenta el ingeniero biomédico Leobardo Ramos.

Años antes, los manuales publicados por el IEC tenían precios prohibitivos para pequeñas y medianas empresas. “Cada guía costaba alrededor de 4 mil pesos y eran seis. Representaba muchísimo dinero para invertirlo en documentación”, cuenta Leobardo Ramos. 

“La información sobre estos aparatos debe de estar disponible a quien sea capaz de llevarlos a un fin práctico, siempre y cuando, pasen por los procesos de certificación”, dice Gustavo Medina, investigador del Laboratorio de Experimentación Espacial (LINX) del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM.

Como limitación, acepta Leobardo Ramos, “nuestro aparato está pensado para que sea seguro y de bajo costo, pero no podemos comparar este ventilador con uno que ya lleva cinco años en el mercado y ha sido desarrollado por empresas que tienen más tiempo desarrollando equipos de ventilación”.

Hoy el taller del papá de Leobardo, artesano dedicado a la producción de trofeos, es el centro de operaciones para la construcción de su ventilador, el cual, luego de diez diseños y cuatro prototipos, será probado en un modelo animal. “Así ha sido, si hacemos algo en el equipo se retroalimenta con los consejos de los médicos que nos dicen si es funcional o no”, asegura.

El desarrollo de la familia Ramos es la primera parte de un largo proceso para lanzar al mercado un dispositivo médico. Este procedimiento en tiempos normales dura aproximadamente cinco años, aunque por la emergencia sanitaria, no se les solicitan las pruebas preclínicas y clínicas.

“Si tú desarrollas algo, te haces responsable de su producción, pero también de toda su vital útil”, dice Lorena de la Garza, directora del Colegio de Ingenieros Biomédicos (CIB).

El ventilador VSZ-20 desarrollado por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición “Salvador Zubirán”, ya cuenta con la aprobación pero su precio es de 10 mil dólares por unidad.

El ventilador de emergencia del grupo de investigación de Gustavo Medina está en proceso de aprobación y costaría 700 dólares. Una de las limitaciones es que no podría ser utilizado para un paciente que supere los 100 kilos. 

Nuestro país es uno de los diez exportadores de equipo médico en el mundo, pero principalmente de maquila, no de tecnología. “En México nos hace falta crear nuestros componentes médicos, por ejemplo, sensores de flujo, una pieza básica en electrónica, no la desarrollamos aquí”, dice Leobardo Ramos.

“Cuando uno tiene laboratorios como el nuestro de tecnología de punta, todo ese conocimiento se puede reciclar y reconfigurar para atacar otro tipo de problemas que tienen un impacto social inmediato”, sugiere Gustavo Medina.

Entre las lecciones que nos deja esta pandemia es identificar la infraestructura que se requiere adquirir para poder crear futuros desarrollos tecnológicos que hagan frente a esta o a otra pandemia que ataque nuestras vías respiratorias. 

Gustavo Medina, menciona “en la Ciudad de México hay un único simulador de pulmón sofisticado y está en el Instituto de Nutrición”. Es un reto para los desarrolladores fuera de la capital del país que necesitan hacer pruebas para la certificación a sus diseños. 

Para que las iniciativas de desarrollo de ventiladores mecánicos contribuyan al sector, los equipos de trabajo deben ser interdisciplinarios en ingeniería y medicina, esto fortalecería el sistema de salud a través de la colaboración, capacitación y formación de recursos humanos. 

Un nuevo respiro 

La pandemia puso a prueba al mundo, ningún país estaba preparado, sin embargo, El Índice de Seguridad Sanitaria Global (SGA), un proyecto que califica la seguridad sanitaria y capacidad para enfrentar brotes de enfermedades infecciosas en 195 países, posiciona a México en el número 28 con un puntaje de 57.6 de un promedio mundial de 40.2.

Meses antes de la pandemia el gobierno mexicano instauró el Instituto de Salud para el Bienestar (INSABI), ahora enfrenta las necesidades del país ante esta emergencia sanitaria: más ciencia y tecnología, más personal médico y políticas públicas que no permitan que la población viva enferma para que puedan resistir una crisis como la que estamos viviendo. 

Un estudio de la Universidad de Cambridge sugiere que más del 70% de los mexicanos encuestados calificó entre 5/7 y 7/7 la importancia de actuar en beneficio de la sociedad y 3% no lo considera importante ‘en absoluto’. El resultado contrasta con los ciudadanos de Alemania y Reino Unido, quienes muestran una actitud más individualista.

“No es la COVID-19 lo que está produciendo altas tasas de letalidad, sino todas aquellas estructuras sociales determinadas por categorías sociales como género, edad y clase social las que predisponen a las personas a ser más vulnerables frente a esta enfermedad”, reconoció Ariel Vilchis, académico de la Facultad de Medicina, UNAM.

Carlos Pantoja narra que a partir del 2001, se empezaron a desarrollar protocolos contra pandemias como la del SARS, la del MERS, la del H1N1, “hay buenos criterios empíricos para creer que esto de las epidemias van a seguir con nosotros”.

Pantoja explica que “ya se están echando a andar mecanismos para atacar esto” y “la lección más importante es que las políticas en salud deben estar distanciadas de las políticas económicas”, sumado al gran paso de aumentar las residencias médicas y abrir espacios para la preparación de profesionales de la salud.

Más allá de las confrontaciones ideológicas y políticas, el gobierno federal reconoce que la pandemia de COVID-19 evidenció la importancia de fortalecer los sistemas públicos de salud; que es impostergable atender el grave problema de las enfermedades crónicas. 

La respuesta de México a la pandemia y la unión entre sus ciudadanos, científicos y el personal médico demuestra que somos un país prosocial, donde es importante hacer cosas en beneficio a los demás a pesar de los costos personales. 

Si bien, la pandemia de COVID-19 es un golpe que dejará huellas imborrables, es un evento que nos ayudará a fortalecer la resiliencia y emprender acciones de respuesta desde la ciencia y a través de su comunicación.

Para leer la primera parte de este artículo consulta: La ventilación mecánica: una esperanza de alto riesgo para pacientes COVID

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Este artículo hace parte de la serie de publicaciones resultado de la Beca de periodismo de soluciones 2020, ejecutada con el apoyo de la Fundación Gabo, Solutions Journalism Network y Tinker Foundation.