"La respiración mecánica es el principal tratamiento de apoyo para pacientes críticos" infectados con el nuevo coronavirus 2019 (COVID-19), según un estudio realizado en febrero de 2020 publicado en The Lancet Respiratory Medicine.
Pero la grave escasez de estas máquinas que salvan vidas se ha convertido en una preocupación común en los hospitales de Estados Unidos, con profesionales médicos y funcionarios gubernamentales que piden una mayor producción de este importante recurso.
Los respiradores ayudan a las personas a respirar cuando no pueden hacerlo por sí mismas. Algunas veces denominadas "máquinas de respiración", los respiradores ayudan a bombear oxígeno a su cuerpo a través de un tubo que ingresa a la boca y la tráquea. Puede tomar automáticamente un número determinado de "respiraciones" por minuto o programarse para que se active si no respira en un período de tiempo predeterminado.
De cualquier manera, las máquinas son muy importantes para ayudar a algunos pacientes a sobrevivir hasta que sus pulmones comiencen a funcionar solos. En el caso de COVID-19, puede provocar inflamación en las vías respiratorias o líquido en los pulmones, lo que requiere respiración mecánica para bombear oxígeno a su cuerpo. Según algunas estimaciones, aproximadamente el 6 % de las personas con COVID-19 se enferman gravemente, y 1 de cada 4 pacientes críticos pueden necesitar un respirador.
Si continúa la escasez de respiradores, y aumenta el número de personas que los necesitan al mismo tiempo, los médicos tendrán que tomar decisiones inconcebibles sobre quién vive o muere en función de quién recibe el respirador y quién no. Sin embargo, han surgido soluciones creativas que pueden ayudar, incluido el uso de una máscara de snorkel y respiradores de conversión para atender a más de un paciente a la vez.
Respirador de emergencia hecho de una máscara de snorkel
Isinnova, una empresa italiana de impresión 3D, fue contactada por el Dr. Renato Favero, ex médico jefe del Hospital Gardone Valtrompia, con la idea de superar la contante escasez de máscaras de presión positiva en las vías respiratorias, o CPAP, para la terapia subintensiva.
Isinnova ha utilizado previamente la impresión 3D para fabricar válvulas de respiración para hospitales locales, lo que llevó a Favero a buscar un plan para crear un respirador de emergencia al modificar una máscara de snorkel que ya está en el mercado.
Mientras los respiradores llenos le ayudan a inhalar y exhalar a los pacientes, las máquinas CPAP, que a menudo se usan para tratar la apnea del sueño severa, regulan la presión y el nivel de oxígeno que llega a los pulmones, al utilizar una presión de aire suave para mantener la respiración y las vías aéreas abiertas.
Según el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre, el tratamiento "implica el uso de una máquina CPAP que incluye una máscara u otro dispositivo que se ajusta sobre su nariz, o la nariz y la boca, correas para sujetarse, un tubo que conecta la máscara al motor de la máquina y un motor que sopla aire en el tubo".
Isinnova contactó a Decathlon, el productor de la máscara de snorkel Easybreath, y pudo crear la máscara de emergencia en solo tres días. "Tuvimos que hacerlo muy rápido porque se trataba de salvar vidas", dijo el ingeniero de Isinnova Alessandro Romaioli a Fox News. "No lo hicimos como un proyecto habitual, donde podíamos revisarlo tres o cuatro veces. Simplemente teníamos que hacerlo lo más rápido posible".
Isinnova inicialmente imprimió unas 50 válvulas especiales que llaman la "válvula Charlotte", diseñadas para garantizar la conexión de la máscara al respirador, y la probó en el Hospital Chiari. Isinnova explicó:
“El prototipo ha sido probado en uno de nuestros colegas dentro del Hospital Chiari, se conectó el cuerpo del respirador y ha demostrado funcionar de forma correcta. El hospital estaba entusiasmado con la idea y decidió probar el dispositivo en un paciente que lo necesitaba. La prueba fue exitosa".
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Diseño 3D será gratis para que todos tengan acceso
El video está disponible solo en inglés
Isinnova ha publicado el diseño de su válvula Charlotte patentada en su sitio web, y afirmó que debe estar disponible para todos los hospitales que lo necesiten.
"Los centros de salud con dificultades podrán comprar la máscara de Decathlon y ponerse en contacto con impresoras 3d que podrían fabricar la pieza y proporcionarla", afirmó la compañía. "Aclaramos que nuestra iniciativa es totalmente sin fines de lucro, no obtendremos ninguna regalía por la idea, ni por las ventas de las máscaras de decatlón".
La máscara ni el enlace de la válvula están certificados, están diseñados para su uso en instalaciones de atención médica que necesitan suministros médicos de emergencia. Hasta ahora, han recibido comentarios de médicos que afirman que las máscaras rediseñadas han ayudado a salvar vidas. Romaioli le dijo a Fox News:
“Todos los comentarios han sido positivos, no porque sea la terapia más grande del mundo, sino porque pueden aplicar la terapia a personas que no habían podido ayudar antes. Todos los hospitales se quedarán sin máscaras respiratorias, biomédicas o certificadas, pero estas máscaras caseras podrán tratar a pacientes que antes no podían".
Cómo utilizar los respiradores en múltiples pacientes
El video está disponible solo en inglés
Por lo general, se usa un respirador para tratar a un paciente, pero en momentos extremos, como una pandemia, algunos médicos inteligentes descubrieron formas de modificarlos para tratar a más de una persona a la vez, de hecho, duplicar, triplicar o incluso cuadruplicar la cantidad de vidas que se pueden salvar.
Los datos publicados en un estudio experimental realizado en 2016 por los médicos Greg Neyman y Charelene Irvin Babcock encontraron que un solo respirador se podría modificar rápidamente al utilizar tubos de plástico, con el fin de ayudar a respirar a cuatro adultos simulados durante un tiempo limitado, aproximadamente de 12 horas.
Los médicos concluyeron: "Aunque se requieren más estudios, este estudio piloto sugiere un potencial significativo para el uso extendido de un solo respirador durante los casos de sobretensión por desastre que involucran múltiples víctimas con insuficiencia respiratoria". Babcock, quien ahora es médico de emergencias en Detroit, Michigan, explica cómo seguir la técnica en el video de arriba.
Ella dice que pudo crear el adaptador de cuatro vías en 15 minutos al usar suministros que disponía en el hospital. Y aunque dice que se debe tener precaución, ya que la técnica solo se ha estudiado en pulmones y animales de prueba simulados, no en humanos. "Probablemente sea mejor que nada en circunstancias extremas".
De hecho, aunque no se ha probado en humanos y el "uso del del respirado no está autorizado", la técnica de Neyman/Babcock se ha utilizado en humanos.
El médico de la sala de emergencias Kevin Menes utilizó la técnica en 2017, después de que un tiroteo masivo en Las Vegas llenó la sala de emergencias con pacientes muy heridos y se quedaron sin respiradores. Cuando unió dos personas con capacidades y tamaños de pulmón similares, pudo salvar vidas al utilizar los respiradores en más de una persona.
Desde que Babcock compartió el video de cómo hacer la técnica, el Dr. Saud Anwar, neumólogo de la Red de Salud del Este de Connecticut, lo puso en acción en el Manchester Memorial Hospital y lo probó en cuatro pulmones simulados, y los resultados fueron prometedores.
"Es posible atender a cuatro pacientes con un solo respirador, pero se debe hacer de una manera muy concentrada", dijo para la revista Connecticut. "El problema es que los cuatro pacientes deben tener las mismas características: tamaño, enfermedad y fisiología pulmonar".
¿Nueve pacientes con un respirador?
Otro médico, el Dr. Alain Gauthier, anestesista del Hospital del Distrito de Perth and Smiths Falls en Ontario, también se inspiró en el video instructivo de Babcock. En aproximadante 10 minutos, instaló un respirador para tratar a nueve personas. La posibilidad de aumentar la capacidad de los respiradores para tratar a múltiples pacientes podría fallar, pero podría ser posible cuando muchos estados temen por la escasez.
Una posible preocupación es la contaminación cruzada entre pacientes, pero los filtros en la máquina pueden ayudar con eso. También existe una cuestión de cómo funcionará el método entre las personas que necesitan respiración durante períodos más largos de tiempo. Gregory Barefoot, asistente médico (PA) y ex jefe PA en el servicio de Trauma y Cuidado Crítico Quirúrgico en Columbia, Carolina del Sur, dijo para Vice:
"En muchos casos, algunos de los pacientes que padecen COVID-19 necesitan de respiradores durante más de una semana. En teoría, los pacientes que se agruparían tendrían un patrón de enfermedad, hábito corporal y un estado de salud premórbido similar. Un modo de respiración se debe adaptar al paciente, no al revés.
Cada persona interactuará con un respirador de manera diferente y es difícil individualizar la atención entre cuatro pacientes con un solo respirador".
¿Cuántos respiradores existen en los Estados Unidos?
Un estudio realizado en 2010 encuestó a 4 305 hospitales de Estados Unidos que representaban el 83.8 % de las camas de hospital de la unidad de cuidados intensivos en ese momento. Había 52 118 respiradores mecánicos que son propiedad de los hospitales, y los investigadores estimaron que, en general, había 62 188 respiradores mecánicos con funciones completas que son propiedad de hospitales de cuidados intensivos de Estados Unidos.
También estimaron que hay otros 98 738 dispositivos distintos de los respiradores de función completa y observaron una amplia variación en el número de respiradores en todos los estados.
Mientras tanto, el New York Times estimó que la cantidad de respiradores en los hospitales de Estados Unidos era de 160 000, y 12 700 adicionales en la Reserva Nacional Estratégica, que incluye suministros médicos bajo el poder del gobierno para casos de emergencias. La Asociación Americana de Hospitales, por su parte, ha sugerido que hasta 960 000 personas en Estados Unidos podrían necesitar asistencia con el respirador debido al COVID-19.
"La realidad es que no hay los suficientes", es lo que dijo para el The New York Times Andreas Wieland, director ejecutivo de Hamilton Medical en Suiza, fabricante de respiradores. “Lo vemos en Italia, lo vimos en China y ahora lo vemos en Francia y otros países. No sé cuántos podríamos vender".
Estados Unidos sabía de la escasez de respiradores
Los fabricantes de respiradores no se pueden mantener al día con la demanda actual, y se realizan esfuerzos para aumentar los suministros. Ford llegó a un acuerdo con GE Healthcare para construir 50 000 unidades en 100 días y trabajar hasta producir 30 000 por mes, pero la producción está programada para comenzar hasta la semana del 20 de abril de 2020.
GM también ha anunciado planes para asociarse con Ventec Life Systems para aumentar la producción de respiradores, pero la pregunta es por qué Estados Unidos no estaba preparado con suficientes respiradores para una pandemia como esta.
En un informe de planificación de 2009 del Departamento de Salud y Servicios Humanos (DHHS), se estimó que una pandemia de influenza severa podría infectar a 90 millones de personas, enviar a casi 1.5 millones a unidades de cuidados intensivos con 750 000 personas que requieren respiración mecánica.
En un informe realizado en 2003 de la Oficina de Responsabilidad del Gobierno de Estados Unidos, también se observó que "pocos hospitales tienen equipos médicos adecuados, como respiradores, que a menudo se necesitan para tratar infecciones respiratorias como el SARS, para tratar la cifra elevada de posibles pacientes." Estados Unidos incluso intentó construir más respiradores hace más de una década, pero fracasó. The Times informó:
“El plan era construir una gran flota de dispositivos portátiles de bajo costo para desplegar en una pandemia de gripe u otra crisis. El dinero fue presupuestado. Se firmó un contrato federal. El trabajo se puso en marcha.
Y de repente, las cosas se desviaron. Un fabricante multimillonario de dispositivos médicos compró la pequeña compañía de California que se había contratado para diseñar las nuevas máquinas. No se fabricó ni un solo respirador.
Esa falla retrasó el desarrollo de un respirador asequible por lo menos media década, y los hospitales, los estados y el gobierno federal no pudieron abastecerse. El gobierno federal comenzó de nuevo con otra compañía en 2014, cuyo respirador fue aprobado solo el año pasado [2019], pero los productos aún no se han entregado”.
Por lo tanto, los médicos ingeniosos que piensan de manera innovadora y, que instalan respiradores para tratar a múltiples pacientes, pueden terminar siendo los héroes de la pandemia del COVID-19.