Por José Israel Martínez López y Víctor Segura Ibarra
Artículo de divulgación
La pandemia trajo muchos retos que cambiaron el status quo completamente. Entre estos resalta la escasez de insumos básicos como los equipos de protección personal y, alarmantemente, los ventiladores para los pacientes con necesidad de ser intubados. Ante el escenario sombrío algunas organizaciones e individuos decidimos enfrentar la situación. Los retos y aprendizajes de esta experiencia ameritan ser documentados.
Ante la primera oleada de la pandemia, la escasez de ventiladores en Europa llevó a la clasificación sistemática de pacientes en varios países, obligando al personal médico a tomar la difícil decisión de dejar a pacientes sin la posibilidad de sobrevivir1. Esta medida conocida como triage es un recurso que suele estar reservada a condiciones extraordinarias como la guerra. Al tanto de la gravedad del escenario, muchos grupos de investigación alrededor del mundo centraron su tiempo y esfuerzo en desarrollar este tipo de equipos médicos. La mayor parte de estos desarrollos se utilizó un diseño basado en la compresión de una bolsa de reanimación por medios mecánicos con control de volumen tidal. Pronto aparecieron diseños de todos los rincones del planeta, el Massachussetts Institute of Technology (MIT)2, la Universidad de Rice3, Utah-Stanford4, OxyGEN5 y VentilAid, por mencionar algunos. Inclusive, la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA), otorgó un permiso de despliegue de emergencia sin precedentes a estos desarrollos para su uso clínico.
Dado la naturaleza y las circunstancias del proyecto, fue necesario reunir a expertos en diversas áreas de especialidad tales como diseño mecánico, electrónica, manufactura, desarrollo de software y especialidades médicas como la medicina de emergencia y la neumología. La conformación de equipos de trabajo de hasta 60 personas generó una amalgama de conocimientos muy variados, abarcando desde temas regulatorios hasta detalles médicos y mecánicos. No existió área del conocimiento que no fuera requerida en la colosal responsabilidad. El compromiso también requirió de la colaboración de la academia y la industria. Demostrando el compromiso social que las ha caracterizado, el Tecnológico de Monterrey y las empresas ADS, 3D Factory y MABE unieron fuerzas y recursos para realizar lo imposible: diseñar y producir un ventilador mecánico certificable en tiempo récord.
Es necesario contextualizar que los ventiladores médicos comerciales son muy costosos porque son equipos electromecánicos complejos de alto valor agregado cuyo mercado es limitado. Por lo tanto, y a pesar del grado de expertise del equipo de trabajo, nadie del grupo había tenido una experiencia directa en el diseño de este tipo de dispositivos en particular. Para la mayoría de nosotros hubo una importante curva de aprendizaje que sortear con cursos de fisiología respiratoria y normatividad de equipos médicos. Con esfuerzo y a marchas forzadas se logró comprender los requerimientos técnicos del proyecto, y los ingenieros se adiestraron como médicos y viceversa. Inicialmente se solventó el reto técnico con la producción de un dispositivo funcional con parámetros de operación suficientes para satisfacer las necesidades del 80% de la población mexicana (ver Figuras 1 y 2). Esto fue (relativamente) la parte sencilla.
Los temas regulatorios y legales representaron el reto mayor. Siendo un dispositivo que opera directamente con un ser vivo existen normativas nacionales e internacionales que requieren cumplirse. En el ámbito nacional se tuvieron que considerar todos los requerimientos de la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS) y el Colegio de Biomédicos. Algunas otras características fueron fundamentadas en estándares internacionales como las ISO-80601-2-12 y EIC-60-60601-1-2. Asimismo, se siguieron guías internacionales de diseño de países como Australia, Estados Unidos y Reino Unido. Como resultado, se obtuvo el diseño de un ventilador que además de cumplir con las características mínimas de funcionamiento, incluye funcionalidades que se podrían considerar necesarias para someterlas a certificación por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos en Estados Unidos (FDA) para la utilizado en situaciones de emergencia.
Los detalles técnicos de este proyecto pueden consultarse en el sitio de internet (www. Mediik.org) y en un trabajo presentado en la Conferencia Internacional de Ingeniería Biomédica y Tecnología (ICBET 2021). En esta ocasión queremos resaltar la unión y el compromiso desinteresado de los colaboradores de este proyecto que se reflejó más allá de una colaboración profesional, y que alcanzó el nivel personal. La enseñanza más grande que nos dejó este proyecto fue la humildad y el valor de la colaboración como herramientas de trabajo y de vida. Para todos fue muy importante reconocer nuestras limitantes y buscar la forma de superarlas. Al final, el carácter multidisciplinario generado de forma orgánica nos permitió cubrir las aristas que nuestros ojos no eran capaz de percibir. Ante los propósitos que trascienden cualquier profesión, las etiquetas de ingenieros, médicos, abogados y diseñadores se desdibujaron.
El proyecto no hubiera sido posible sin la participación de los siguientes integrantes:
Escuela de Ingeniería y Ciencias: Adriana Vargas-Martinez / Azael J. Cortes-Capetillo / Cesar Caamal-Torres / Ciro A. Rodriguez / Eduardo Flores-Villalba / Eduardo Gonzalez-Mendivil / J. Israel Martinez-Lopez / Jan A Lammel-Lindemann / Javier Vazquez-Armendariz / Joaquin Acevedo Mascarua / José Alfredo Galván-Galván / Julio Noriega-Velasco / Luis H. Olivas-Alanis, Nicolás J. Hendrichs/ Salvador Leal / Victor Segura-Ibarra
3D Factory: Erick Guadalupe Ramírez Cedillo / Hiram José Uribe Hernández / Ricardo Miguel Liñán García / Rogelio Letechipia Duran
MABE: Alejandro Manuel Sánchez Sánchez / Arturo Vázquez / Carlos Ricardez / Cesar Eduardo Mancilla / Cesar Gutierrez Perez / Cynthia Verver y Vargas / David Rodriguez Trejo / Eduardo Ortiz / Gilberto Magaña Loredo / Guillermo Astorga / Hasan Torres / Javier Peña / Luis Machuca / Maria del Rosario Salas Fuentes / Rogelio Ponce / Rosalba Cobos
ADS: Alan García / Cruz Castillo / Carlos Pineda / Cesar Pineda / Daniel Mendoza / Daniel Segovia / Gerardo Segovia / Gabriel Pantoja / Leobardo Pimentel / Brenda Hernandez / Belinda Rizo / Oscar Gonzalez / Poul Sarmiento / Eduardo Velazquez / Victor Velazquez / Miguel Mendoza G / Miguel Mendoza M / Eloy Mendoza / Manuel Mendoza / Luis Pineda / Luis Gonzalez / Esteban Hernandez / Moises Quilantan / Memo Larrea / Baldomero Martinez
Referencias
- Truog RD, Mitchell C, Daley GQ. The Toughest Triage — Allocating Ventilators in a Pandemic. N Engl J Med. Published online March 23, 2020:NEJMp2005689. doi:10.1056/NEJMp2005689
- MIT E-VENT | Emergency ventilator design toolbox. Accessed May 1, 2020. https://e-vent.mit.edu/
- Student invention gives patients the breath of life. Accessed May 1, 2020. https://news.rice.edu/2019/05/01/student-invention-gives-patients-the-breath-of-life-2/
- Li H, Li E, Krishnamurthy D, et al. Utah-Stanford Ventilator (Vent4US): Developing a Rapidly Scalable Ventilator for COVID-19 Patients with ARDS. Emergency Medicine; 2020. doi:10.1101/2020.04.18.20070367
- Secretaria General Iberoamericana. OxyGEN Project. Accessed May 1, 2020. https://www.oxygen.protofy.xyz/?lang=es
- Open-Source solutions. VentilAid. Accessed May 1, 2020. https://www.ventilaid.org/
- MEDIIK. Accesed Nov 4, 2021. http//www.mediik.org/
- J. Vazquez-Armendariz, V.S. Ibarra, L.H. Olivas-Alanis, J. Lammel-Lindemann, J.I. Martinez-Lopez, E. Ramirez-Cedillo, H. Uribe-Hernandez, R. Liñan-Garcia, R. Letechipia-Duran, M.D. Moya-Bencomo, A. Carvajal-Rivera, A. Cortes-Capetillo, N.J. Hendrichs-Troeglen, M. Mendoza-Machain, A. Vazquez-Almazan, C. Caamal-Torres, J. Noriega-Velasco, J. Acevedo-Mascarua, A. Vargas-Martinez, E. Gonzalez-Mendivil, E. Flores-Villalba, C.A. Rodriguez, J. Armendariz, J. Israel Martinez-Lopez, 2021 11th Int. Conf. Biomed. Eng. Technol. (n.d.).
