Trabajo multidisciplinario en defensa de la vida
Una de las situaciones de mayor complejidad y urgencia que genera el contagio con COVID-19 es la necesidad de proporcionar respiración asistida a por lo menos el 15% de los pacientes que presenten cuadros graves como consecuencia de la enfermedad, los cuales deberán ser atendidos en las Unidades de Cuidados Intensivos (UCI) disponibles en el sistema de salud. El punto crítico de esta condición respiratoria, causada por el deterioro pulmonar ocasionado por el virus, consiste en la imposibilidad de los afectados para respirar por sí mismos, lo cual demanda el uso de dispositivos de asistencia, de los cuales no se cuenta con suficiente dotación. Por esta razón, se precisa hacer algo con celeridad.
Justamente, en este asunto de extrema necesidad y alto compromiso bioético se encuentra trabajando un equipo multidisciplinario liderado desde la Universidad del Quindío, con la participación del personal de sus grupos y centros de investigación, entre los que se incluyen, SINFOCI y GDSPROC, del Centro de Estudios e Investigaciones de la Facultad de Ingeniería (CEIFI); GIDET, de la Facultad de Ciencias Básicas y Tecnologías; GIMOL y GEPAMOL, de la Facultad de Ciencias de la Salud y la Vicerrectoría de Investigaciones, con la participación del ingeniero Jonatan Ramírez, quienes cuentan con el respaldo de la Vicerrectoría de Extensión y Desarrollo Social.
Los actores académicos uniquindianos vienen explorando, en una carrera contra el reloj, la viabilidad para producir respiradores mecánicos automatizados que permitan enfrentar la etapa más crítica de la pandemia ocasionada por el COVID-19, reuniéndose a través de plataformas virtuales con un grupo importante de aliados de la región, en compañía de los cuales se busca llegar a un resultado que mitigue los impactos esperados en el sistema de salud del departamento.
Cabe destacar que, además del grupo integrado por los investigadores uniquindianos, se han sumado a este proyecto, el profesor Carlos Andrés Mesa Montoya y el semillero de investigación PROMADIMA de la Universidad Tecnológica de Pereira; el ingeniero de sistemas y computación, graduado uniquindiano y ganador del premio Titanes Caracol 2019, Jorge Iván Cadavid Martínez, de la empresa Mekatronik; el ingeniero biomédico, Alejandro Silva, egresado de la Universidad Autónoma de Manizales, además de graduados de la Maestría en Ingeniería vinculados a la Secretaría de Educación Departamental y, próximamente, estudiantes de semestres avanzados de diversos programas de la Universidad del Quindío.
Al equipo se ha integrado, también, la Tecnoacademia del SENA Quindío y del SENA Tolima, así como profesionales en Ciencias de la Salud como el médico Dennis Alexander Prieto (Asesor de Bioética del CEBIUQ), quien ha llamado la atención sobre el tiempo que se requiere para ir ajustando las diferentes etapas del proceso de desarrollo; todos unidos a empresarios del sector, como el médico intensivista Diego Andrés Díaz-Guio, PhD, director del Centro de Simulación e IPS VitalCare, que presta servicios de tecnología avanzada en ventilación mecánica.
En la búsqueda de un prototipo funcional
En el marco de las múltiples noticias alarmantes sobre la pandemia ocasionada por el nuevo coronavirus, se han dado también buenas nuevas llenas de esperanza para quienes se contraigan con esta enfermedad y para quienes de forma heroica están atendiendo y atenderán estos casos en los diferentes hospitales del mundo, particularmente en Colombia y el Quindío. Una de ellas es el desarrollo alcanzado por un equipo de investigadores de la Universidad de Antioquia (aunque hay otras IES trabajando en estos temas de investigación y proyección social), quienes, en alianza con el sector privado, han logrado llegar a un prototipo de respirador artificial de bajo costo que podría contribuir a mitigar los efectos de la pandemia.
Según declaraciones de ingeniero Faber Danilo Giraldo, PhD, director del CEIFI, el grupo liderado por la Universidad del Quindío, por su parte, se ha decidido optar por una alternativa complementaria a esta innovación y a los aparatos de alta complejidad instalados en las UCI, que estarían a tope durante los picos de contagio. La propuesta consiste en producir respiradores de bajo costo para pacientes menos críticos de mediana edad o adultos jóvenes, que podrían encontrar en estos dispositivos de emergencia una alternativa para enfrentar las condiciones del estado avanzado de la infección, sin estresar aún más las pocas Unidades de Cuidados Intensivos disponibles.
Puede decirse que el principal reto es producir sistemas portables que sean duraderos, que puedan transportarse a las camillas en las que se encuentren los pacientes y que logren controlar, de manera efectiva, el volumen de aire inspirado por ellos, con el fin de evitar un posible colapso pulmonar por excesos en su comportamiento mecánico durante el proceso de ventilación. Esta solución cobra especial importancia si se toma en cuenta que para el Quindío se requeriría producir un promedio de 50 a 100 respiradores cada mes en orden al potencial estimado de su demanda.
Cabe anotar que, una vez superada la fase de diseño y prototipado, se trabajará en una estrategia de bioinstrumentacion que permita ajustar el sistema mediante la toma de medidas de presión, utilizando sensores para controlar de manera efectiva el volumen de aire inspirado, así como el porcentaje de oxigeno que se requiere en los ciclos de respiración, particularmente en pacientes con COVID-19. En la actualidad, la funcionalidad de los modelos mecánicos se encuentra en proceso de validación.
¿Donde surge la idea y cómo hacerla realidad?
La iniciativa de construir este tipo de mecanismos para asistencia respiratoria en el Quindío surge de la lectura de un artículo indexado publicado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en el año 2010. El artefacto planteado en la publicación sería mejorado, dotándolo con una mayor robustez para los dispositivos o sistemas de actuación y la electrónica asociada.
Aquí es preciso anotar que, tanto en Europa como en Latinoamérica se han organizado comunidades integradas por expertos y practicantes, quienes están utilizando impresoras 3D para efectos de producir estos aparatos y otros relacionados, como caretas y válvulas para soportar procesos de respiración asistida. Sin embargo, es preciso señalar que, a diferencia de España y Francia, en Colombia se ha contado con el acceso a modelos y prototipos que facilitan la fabricación de estos dispositivos, con una relativa anticipación respecto al avance de la propagación del COVID-19.
En el marco de esta maratón tecnocientífica por la defensa de la vida, el grupo multidisciplinario y las Tecnoacademias del SENA, planean implementar con el apoyo de la Secretaría de Salud Departamental y el respaldo de la Gobernación del Quindío, lo que se conoce como granjas de impresoras 3D, es decir, un agrupamiento de este tipo de recursos que permitiría cumplir con la producción del número estimado de respiradores.
En el camino que se recorre para alcanzar los resultados esperados se tendrán que sortear todo tipo de obstáculos y restricciones de diseño para la etapa final de fabricación de los elementos que permiten mantener los mínimos vitales respiratorios en pacientes que se vean afectados por la incidencia viral de este microorganismo que tiene en jaque a la sociedad en todo el mundo.
Uno de los desafíos para lograr ventilación mecánica y respiración asistida con aparatos construidos de esta manera, tiene que ver con los materiales con los cuales se producen sus componentes, ya que estos deben cumplir con especiales condiciones de asepsia. En este sentido, es necesario determinar si el plástico ABS, utilizado en este tipo de productos, es o no viable para estos casos. Para superar la citada dificultad se está experimentando con otros plásticos y complementos en material acrílico.
Actualmente, en el proyecto se utilizan equipos y recursos generados a partir de procesos de investigación desarrollados previamente por los grupos y centros de investigación involucrados en la gestión de esta idea. En este momento, a través de la Vicerrectoría de Extensión y Desarrollo Social de la Universidad del Quindío, se adelanta la búsqueda de recursos con la empresa privada y el Estado para sacar adelante esta iniciativa que podría llegar a salvar vidas en el momento más crítico de esta pandemia en el departamento.
Cabe anotar, finalmente, que se han identificado varias líneas estratégicas para soportar la producción y uso de ventiladores de respiración asistida en el Quindío, una de ellas tiene que ver con la implementación de soluciones basadas en el restablecimiento de componentes electrónicos rescatados del Hospital San Juan de Dios. Esta semana se buscará avanzar en la producción de un prototipo y en las pruebas de concepto del mismo, además de determinar si el material propuesto es apto para conducir el oxígeno y si se presta para garantizar las condiciones de asepsia antes mencionadas.
Alejandro Herrera Uribe
Director Emisora U FM Estéreo
