La UAM inventó Sistema de Ventilación no Invasivo para COVID-19

AirFlife es un desarrollo tecnológico pionero en Colombia y liderado por la Universidad Autónoma de Manizales (UAM) que busca una solución preventiva y temprana con el fin de evitar que un paciente con COVID-19 llegue a estados severos de la enfermedad, lo cual ayudaría al aumento de la cobertura de las Unidades de Cuidados Intensivos (UCI), si los protocolos clínicos aplicables funcionan.

 El investigador Héctor Andrés Tinoco, director del proyecto AirFlife y líder del Laboratorio de Mecánica Computacional y Experimental de la UAM, precisó que el dispositivo propuesto “nos permite tener una herramienta de amplio espectro y de fácil implementación con la cual pretendemos reducir, bien sea el tiempo en que un paciente con COVID-19 permanezca en cuidados intermedios con el fin de evitar un estado de cuidados intensivos, previniendo el uso de la ventilación invasiva”.  

Este sistema presenta unas ventajas técnicas para el uso clínico de pacientes con COVID-19: Mantiene la presión PEEP constante en la respiración sin intubación; puede promover un patrón de ventilación con mayor protección pulmonar; tiene fácil control de flujo, de concentración de O2 en la vía aérea y no necesita aire medicinal, además cuenta con sistema cerrado y filtros virales, lo cual lleva al sistema a ser razonablemente seguro (evita los aerosoles). 

La iniciativa nace de un conjunto de instituciones preocupadas por los efectos que pueda tener esta pandemia en los sistemas de salud municipales, departamentales y en países que no cuentan con equipamiento médico adecuado. Por tanto, desde el Laboratorio de Mecánica Computacional y Experimental de la Universidad Autónoma de Manizales en alianza con 3i Ideas Innovadoras S.A.S y con el apoyo del S.E.S Hospital de Caldas se da luz a este proyecto.

Conozca su desarrollo


El investigador Héctor Andrés Tinoco también menciona que “el sistema desarrollado CPAP cumple con los requerimientos técnicos y clínicos reportados por la Organización Mundial de la Salud (OMS) el 15 de abril y se adapta a los protocolos para pacientes con COVID-19 emitidos por el Instituto Nacional de Salud de Reino Unido (NHI-UK), como lo muestra toda la documentación escrita del proyecto”.

Agregó que este proyecto actualmente se encuentra evaluando los trámites necesarios para la postulación ante el Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos INVIMA con el apoyo del S.E.S. Hospital de Caldas. Además, presenta toda la documentación técnica de funcionalidad, evaluada en el laboratorio, pruebas clínicas y médicas realizadas en el S.E.S. Hospital de Caldas. Gracias al Apoyo de la Unidad de Investigación y la gran voluntad de las directivas de la Universidad Autónoma de Manizales, esto ha podido salir adelante, hasta este punto.

Esta iniciativa propone un circuito de ventilación de presión positiva para las vías respiratorias (CPAP) de bajo costo para atender emergencias de pacientes con patologías no severas ni fibróticas producidas por el virus SARS-COV-2.

La base inicial del diseño fue tomada de los modelos reportados por el University College of London Hospital. Este fue rediseñado en cooperación y manufacturado por empresas de la ciudad de Manizales.

El sistema consta de un generador de flujo que produce mezclas de oxígeno medicinal con aire ambiental (filtrado) a diferentes concentraciones que van desde 35% hasta 100%, y cuenta con un sensor de oxígeno medicinal, un sensor de flujo, un sistema de válvulas que mantienen constante una presión positiva (>5cmh20) y una máscara de respiración que permite flujos de 0 a 60 l/min para realizar la ventilación al paciente. 

Para funcionar, se envía un flujo estable de una mezcla aire/oxígeno a presión positiva continua en la vía aérea (CPAP) lo cual minimiza el esfuerzo de inspiración. Permite que los pulmones permanezcan abiertos con el fin de incrementar la concentración de oxígeno en estos. COVID-19 dificulta la respiración por la inflamación pulmonar, para lo cual el CPAP permite respirar con menos esfuerzo y además no requiere de aire medicinal.

Actualmente, el proyecto pretende mejorar la versión 0.1 que cumple con todas las condiciones de aplicabilidad hacia versiones más sofisticadas, como se muestra en la página del proyecto. Por tanto, la comunidad o las empresas interesadas pueden apoyar esta iniciativa con recursos para lograr que esto cada vez sea mejor y pueda estar muy pronto en un hospital salvando la vida de cualquiera de nosotros. 

Plus del proyecto

Luis Perdomo Hurtado, profesor del Departamento de Mecánica y Producción de la Universidad Autónoma de Manizales y miembro del Laboratorio de Mecánica Experimental y Computacional, comenta: “desde comienzos del mes de abril veníamos adelantando vigilancia tecnológica a las estrategias médicas para ayudar a mitigar los efectos del virus, al prever que la ventilación mecánica invasiva no sería de ayuda para esta pandemia, exploramos estas terapias que al día de hoy son y serán de gran soporte. Vemos que Colombia a pesar del tiempo ganado con el aislamiento, departamentos como Meta y Amazonas tienen una capacidad médica muy débil para atender pacientes con COVID-19, es en donde proponemos un sistema de fácil implementación, bajo costo, que no requiere personal especializado y versátil ya que también puede ser usado en pacientes con asma, neumonía o EPOC descongestionando los espacios en cuidados intensivos”.

EL equipo científico del S.E.S. Hospital de Caldas ve con gran entusiasmo esta iniciativa, apoyada por el Director Científico Dr. Juan Felipe Valencia y el Director de Investigación Dr. Oscar Aguirre. Todas las pruebas sugieren que el sistema tiene un potencial no solo para la pandemia si no para la aplicación en otras enfermedades respiratorias. 

 Carlos Eduardo Jaramillo Sanint, Rector de la Universidad Autónoma de Manizales, expresa: “El proyecto desde la Universidad Autónoma de Manizales, busca colocar nuestro conocimiento y capacidad investigativa al servicio de la comunidad en general, con el propósito de contribuir a través del dispositivo de soporte de respiración no invasivo “Airflife”, desarrollado por nuestros investigadores en alianza con graduados de la Universidad y el SES Hospital de Caldas, en la prevención de pacientes, buscando evitar estados avanzados de la enfermedad COVID-19″.

Entre tanto, el gerente de la empresa 3i. Ideas Innovadoras. Leonardo Robledo Callejas, resalta: “La armonía entre la universidad  y la empresa es una relación  de confianza que permite poner las realidades y el conocimiento al servicio de la sociedad. Con el profesor Héctor Tinoco hemos venido construyéndola a través de proyectos desde hace más de cuatro años y como egresado me siento feliz de trabajar con la Universidad Autónoma de Manizales por el respeto y la inspiración que me ha brindado”. 

Bases para crear AirFlife UAM

La pandemia de COVID-19 es una situación desafiante en la que los trabajadores de la salud no sólo deben determinar el mejor curso de tratamiento, sino también asegurarse de que el virus no se transmita rápidamente. Al inicio de la pandemia se anticipaba una falta de ventiladores invasivos por el desconocimiento de las patologías producidas por el virus. Cuando en Italia la capacidad de ventiladores se agotaba, se proponían estrategias que evitaran en lo posible el deterioro de la condición del paciente evadiendo la admisión a cuidados intensivos (UCI).  

Es donde las terapias de ventilación no invasivas (VNI) empezaron a ser evaluadas para descongestionar el uso de UCI. 

A medida que el virus se expandía y cobraba más víctimas en Italia, España e Inglaterra; las técnicas VNI de Presión Positiva en la vía aérea (CPAP) mostraron excelentes resultados en pacientes que presentaban COVID-19 con síntomas de hipoxemia leve, estos presentaron una recuperación más rápida evitando la intubación.

Con el paso de los días la comunidad médica empezó a notar que la tasa de mortalidad de los pacientes ventilados era más alta  que la reportada inicialmente en Wuhan (45%), en Reino Unido (56%) y más adelante en sólo la ciudad de New York (88%), en otras palabras, 9 de cada 10 pacientes con un problema respiratorio severo por COVID-19 mueren en un ventilador mecánico invasivo (https://airflife.org/home/noticias/)

Los protocolos actuales en USA para tratamiento del COVID-19 recomiendan NO usar ventilación mecánica invasiva (solo como última opción). Es entonces donde el uso de sistemas CPAP  ha demostrado por ejemplo en Reino Unido que el 57% de los pacientes que usaron este en etapas tempranas de COVID-19 (hipoxemia e hipercapnia leve), evitaron el ingreso a cuidados intensivos. 

Foto: cortesía Universidad Autónoma de Manizales

El Reino Unido manifestó el 17 de abril que tiene una producción de 10000 CPAP para distribuirlos en 250 hospitales y Italmar (23 de abril, Empresa en Estados Unidos de América) ha anunciado ensayos de CPAP en pacientes con COVID-19. 

Como lo comenta Mervyn Singer, profesor de medicina de cuidados intensivos en el University College de Londres, “Los primeros temores eran que los trabajadores de la salud tendrían más probabilidades de ser infectados por pacientes con CPAP, pero en el hospital de University College resultó ser infundado”. La CPAP es hasta el momento el modo más deseable de ventilación de apoyo no invasivo para estos pacientes, ya que proporciona el reclutamiento pulmonar más potente (presión media más alta de la vía aérea) al igual que la ventaja de evitar volúmenes corriente injuriosamente grandes (ver noticias asociadas https://airflife.org/home/noticias/).

Proyectos similares en el mundo
El Grupo Multidisciplinar Español de Expertos en Terapias Respiratorias no Invasivas (VMNI-CR Grupo), acaba de publicar las “Recomendaciones para el uso de Ventilación Mecánica No invasiva, Sistemas de CPAP no Mecánicos y Terapia de Alto Flujo en Pacientes con Infección Respiratoria por COVID-19”.

De otro lado, La CPAP de Boussignac es un dispositivo versátil tanto en el ámbito extra como intra hospitalario gracias a su fácil y rápida aplicación. Sirve para realizar Ventilación Mecánica No Invasiva (VMNI) sobre los pacientes que sufren diferentes tipos de problemas respiratorios como Insuficiencia Respiratoria Aguda hipoxémica o Edema Agudo de Pulmón cardiogénico (EAP), aplicando una presión constante en la vía aérea durante el ciclo respiratorio.

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