El prototipo de un respirador artificial de alta presión, desarrollado por ingenieros de la NASA para ayudar a pacientes con coronavirus, recibió el jueves la aprobación de la Administración de Medicinas y Alimentos (FDA, por sus siglas en inglés), de acuerdo a la agencia espacial.
La autorización es únicamente para el uso del respirador en pacientes con coronavirus, bajo la aprobación de uso de emergencia de ventiladores de la FDA, que fue establecida por la agencia el 24 de marzo.
“Esta autorización de la FDA es un hito clave en un proceso que ejemplifica lo mejor de lo que el gobierno puede hacer en tiempos de crisis”, sostuvo Jim Bridenstine, administrador de la NASA, en un comunicado.
“Este respirador artificial es uno de los innumerables ejemplos sobre cómo las inversiones de los contribuyentes en la exploración espacial, las habilidades, la experiencia y el conocimiento recopilados durante décadas de superar los límites y alcanzar los primeros logros para la humanidad, se traducen en avances que mejoran la vida en la Tierra”, añadió.
El dispositivo se llama VITAL, las siglas que en inglés corresponden a Tecnología de Ventilación para Intervención Accesible Localmente.
La aprobación llega justo después de que el prototipo superara una prueba clave en la Escuela de Medicina Icahn en el Mount Sinai de Nueva York la semana pasada.
“Luchar contra el virus y tratar a los pacientes durante esta pandemia mundial sin precedentes requiere enfoques y acciones innovadoras.
También requiere un enfoque de ‘todos, manos a la obra’, como lo demuestran los ingenieros de la NASA que utilizaron su experiencia en naves espaciales para diseñar un respirador creado para pacientes muy enfermos de coronavirus. Este ejemplo muestra lo que podemos hacer cuando todos trabajan juntos para luchar contra el covid-19”, destacó el comisionado de la FDA Stephen Hahn en un comunicado.
“Creemos que la acción de hoy aumentará la disponibilidad de estos dispositivos médicos que salvan vidas”, agregó. “La FDA continuará sumando productos a esta autorización de uso de emergencia, según corresponda, durante esta pandemia para facilitar un aumento en el inventario de respiradores artificiales”, completó.
Ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL, por sus siglas en inglés), ubicado en Pasadena, desarrollaron el respirador artificial que puede armarse rápidamente con pocas piezas, muchas de las cuales están disponibles en las cadenas de suministro actuales, informó la agencia. Y no competirá con la cadena de suministro existente para los demás respiradores artificiales.
Ahora que tenemos un diseño, estamos trabajando para pasar el desarrollo a la comunidad médica y, en última instancia, a los pacientes, lo más rápido posible”, indicó Fred Farina, director de innovación y asociaciones corporativas de Caltech, en un comunicado. “Con ese objetivo, estamos ofreciendo los diseños para licencias sin regalías durante el tiempo de la pandemia”, completó.
¿Qué es VITAL?
El prototipo funciona como los respiradores artificiales tradicionales, en los pacientes sedados que dependen de un tubo de oxígeno para ayudarlos a respirar.
Pero VITAL está diseñado para durar tres o cuatro meses, a diferencia de los respiradores en los hospitales que fueron creados para durar años y ayudar a los pacientes con otros problemas médicos. Los ingenieros esperan que se puedan dejar libres los dispositivos más tradicionales para aquellos pacientes que padecen los casos más graves de coronavirus si se implementa VITAL.
“Estamos muy satisfechos con el resultado de las pruebas que realizamos en nuestro laboratorio de simulación humana de alta calidad”, comentó en un comunicado el Dr. Matthew Levin, director de innovación del Laboratorio de Simulación Humana y profesor asociado de anestesiología, medicina perioperatoria y analgésica, y genética y ciencias genómicas en la Escuela de Medicina Icahn.
“El prototipo de la NASA funcionó como se esperaba en una amplia variedad de condiciones de pacientes simuladas. El equipo confía en que el respirador VITAL podrá ventilar de manera segura a los pacientes que padecen covid-19 aquí en Estados Unidos y en todo el mundo”, añadió.
El innovador ventilador también fue diseñado para ofrecer mayor cantidad de oxígeno a presiones más altas que los modelos usuales, porque, según el Dr. Levin, algunos de los pacientes que él está tratando necesitaban esa capacidad.
“Las unidades de cuidados intensivos están atendiendo a pacientes con covid-19 que requieren respiradores artificiales altamente dinámicos”, apuntó el Dr. J.D. Polk, director médico y de salud de la NASA, en un comunicado. “La intención con VITAL es disminuir la probabilidad de que los pacientes lleguen a la etapa avanzada de la enfermedad y requieran asistencia de ventilación más avanzada”.
También fue creado para ser flexible con un fácil mantenimiento, lo que significa que puede usarse en los diversos entornos que albergan hospitales de campaña, incluidos hoteles y centros de convenciones.
“Nos especializamos en las naves espaciales, no en dispositivos médicos”, dijo Michael Watkins, director del JPL, en un comunicado.
“Pero la ingeniería excelente, las pruebas rigurosas y la creación rápida de prototipos son algunas de nuestras especialidades. Cuando las personas en JPL se dieron cuenta de que podrían tener lo necesario para apoyar a la comunidad médica y a la comunidad en general, sintieron que era su deber compartir su ingenio, experiencia y crear”, agregó.
Alcanzando el desafío
Ingenieros como Stacey Boland dieron un paso al frente, motivados a hacer todo lo posible para ayudar. Durante los últimos 40 días han tomado todo lo necesario para crear VITAL. El equipo trabajó durante largas horas cada día, lo que se prolongó hasta fines de semana inexistentes.
Boland es una ingeniera de sistemas de proyectos que desarrolla el instrumento MAIA, cuyas siglas en inglés significan Cámara de Imágenes Multiángulo para Aerosoles que captará el material particulado en la contaminación del aire. Este dispositivo podría proporcionar los datos que ayudan a los profesionales médicos a determinar qué tipos de contaminación se correlacionan con resultados negativos en la salud.
En MAIA, Boland ha trabajado con epidemiólogos para determinar la información que ellos necesitarían de cara a la misión.
En el caso de VITAL, Bolando fungió como la líder de operaciones para crear una vía de comunicación que va desde los ingenieros, diseñadores y especialistas en visualización hasta los médicos, enfermeras, terapeutas respiratorios e intensivistas (los doctores certificados que brindan atención especial a pacientes en estado crítico). Lograr traducir entre las diferentes profesiones para ponerlos a todos en la misma página fue un desafío, pero a ella le gustó.
Trabajar durante una pandemia también significó que el equipo dependía de las llamadas, el envío de imágenes y las videoconferencias para hacer un producto en tiempo real. Los profesionales médicos llamaban durante sus descansos para almorzar, todavía en sus uniformes, para describir lo que estaban viendo en los pacientes y lo que necesitarían que VITAL hiciera.
Un personal reducido trabajó físicamente en el hardware, mientras que el resto del equipo participó en videoconferencias. Boland literalmente escribió el manual de instrucciones sobre cómo operar VITAL mientras se iba construyendo.
Para Boland, es algo personal. Su hermana es una enfermera practicante en el Memorial Hospital en Gulfport, Mississippi. Ella llamaba a su hermana, le enviaba fotos y hacía preguntas mientras trabajaban en el dispositivo, y su hermana le enviaba comentarios en tiempo real.
Boland lo llama la experiencia de toda una vida: trabajó en un equipo que pudo lograr la camaradería a través de su singular deseo de crear algo útil durante un momento tan desafiante.
Cuando encontraron con obstáculos mientras trabajaban en VITAL, las decisiones que debían tomarse no podían esperar, explicó Boland. Los mecanismos normales para encarar problemas no eran una opción, y trabajaron a través de los problemas en tiempo real para superar el próximo desafío.
Ha sido una descarga de adrenalina trabajar en un ventilador en tan poco tiempo, y al equipo desearía que hubiera sido bajo mejores circunstancias. Pero las personas detrás de VITAL fueron impulsadas a ayudar.
“No soy una ingeniera de dispositivos médicos, pero cuando escucho que alguien en la primera línea necesita algo, quiero que lo tenga”, aseguró Boland. “Queremos estar allí para ellos. Ha sido una bendición y un privilegio tener algo tan desafiante y tan relevante para trabajar”, expresó.
Leon Alkalai, miembro técnico del JPL, administra la oficina de asociaciones estratégicas. En los últimos años, ha liderado un pequeño esfuerzo para construir relaciones con la comunidad de ingeniería médica. Él se unió al equipo de VITAL en una función de liderazgo y ayudó a establecer la comunicación entre el JPL. el hospital Mount Sinai, la FDA y el Departamento de Seguridad Nacional de Estados Unidos.
Alkalai señaló que la FDA ha sido extremadamente solidaria. Y los médicos de Mount Sinai estuvieron interesados en asociarse en VITAL después de que él se acercó y compartió la idea.
La colaboración entre la NASA, la FDA y los profesionales médicos es un ejemplo de cómo las instituciones con diferentes áreas de especialización pueden unirse para crear soluciones ante la pandemia.
“Somos científicos e ingenieros aeroespaciales, sabemos cómo aterrizar en la Luna y Marte”, dijo Alkalai. “Pero construir un dispositivo médico es algo nuevo. Nos sentimos honrados por el desafío de hacer algo que nunca antes habíamos creado por una buena causa. Va en contra de nuestra cultura hacer algo rápidamente en un dominio en el que no somos expertos. Pero encaja con el mantra del JPL: ‘Atrévete con las cosas poderosas’”, añadió.
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