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Nuevos desarrollos de dispositivos médicos para enfrentar la COVID-19

Se trata de la válvula Venturi y del Videolaringoscopio, los dispositivos emplean tecnología de video, también se utilizaron herramientas de simulación e impresión 3D para su construcción. Océano medicina entrevistó a Lucio Ponzoni, Investigador Principal de la Comisión Nacional de Energía Atómica.

¿Podría mencionarnos de qué se tratan los desarrollos de los dispositivos con tecnología de impresión 3D que están elaborando?

Se tratan de dos dispositivos, la Válvula Venturi y el Videolaringoscopio. La Válvula Venturi, es un dispositivo que permite regular la mezcla de aire-oxígeno que le llega al paciente conocido como fracción de oxígeno Inspirada “FIO2”. Es uno de los dispositivos de alto flujo más empleado en los tratamientos de oxígenoterapia.

Por otro lado, el Videolaringoscopio es un dispositivo  de evolución tecnológica de los laringoscopios directos, que emplean tecnología de video y permiten al anestesiólogo ver la anatomía de la vía aérea y correcta posición del tubo en una pantalla de video mientras lo está insertando.

En el marco de la pandemia, aproximadamente el 15% de los pacientes infectados con COVID-19 presenta formas de mayor gravedad que requiere manejo intensivo y un 5% presenta cuadros de insuficiencia respiratoria, que deben ser manejados en las unidades de cuidados críticos con requerimiento de intubación y ventilación en muchos casos.

En este sentido, ambos dispositivos son elementos esenciales para los tratamientos de los enfermos del COVID-19, considerados entre los Dispositivos Médicos Prioritarios en el contexto del COVID-19 por la Organización Mundial de la Salud y Organización Panamericana de la Salud.

¿Cómo surgió la iniciativa?

A partir de un acercamiento de un grupo de médicos a la comisión Nacional de Energía Atómica para analizar un posible desarrollo de algunos insumos/dispositivos médicos críticos para el tratamiento de enfermos del COVID-19 faltantes en el país.

A partir de este pedido, se formó un grupo interdisciplinario formado por investigadores y técnicos de la Comisión Nacional de Energía Atómica “CNEA”, Investigadores y alumnos de la Universidad Nacional de Tres de Febrero “UNTREF” y de médicos/especialistas de varias profesiones, enmarcados en el Colegio Argentino de Cardiólogos y Colegio de Anestesiólogos.

Debido a que gran parte de los investigadores forman parte de proyecto de investigación Aerogeneradores de la CNEA-UNTREF , se utilizó el conocimiento de los materiales, fluidos, simulación e impresión 3D que tiene el grupo de investigación para dar solución a uno de los pedidos particulares de los médicos que era una Válvula Venturi (un dispositivo asociado con los fluidos) y un Videolaringoscopio empleando para su construcción tecnologías 4.0. El objetivo era desarrollar estos dispositivos con las siguientes premisas:

  • Diseño simple y de fácil uso.
  • Construible con impresión 3D con materiales de origen nacional biodegradables o reciclados.
  • De rápida producción y económico.
  • Posibilidad de reproducción del modelo en diferentes regiones del país.
  • Con potencial para ser reutilizado.
  • Esterilizable y sanitizable por métodos convencionales.
  • Que cumplan con las normas Nacionales e Internacionales de seguridad.

Los resultados de un trabajo arduo de cinco semanas de trabajo fueron muy alentadores, ya que logró un prototipo de Válvula Venturi de Flujo Variable y un Videolaringoscopio, que han sido probados en simuladores arrojando resultados muy alentadores. En las imágenes siguientes se muestran los primeros prototipos de Válvula Venturi y  Videolaringoscopio fabricados en el laboratorio de Perfil Alar de la CNEA-UNTREF.

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Prototipo de Válvula Venturi de Flujo Variable. Laboratorio Perfil Alar, CNEA/UNTREF.

¿Cómo funciona la Válvula Venturi desarrollada por ustedes?

El principio de funcionamiento de una Válvula Venturi, se basa en  el efecto de depresión generado en la vena contracta de la válvula sumado a un efecto de arrastre del flujo, que permite regular la fracción de mezcla aire oxigeno que le llega al paciente, conocido como FiO2. El modelo de Válvula Venturi desarrollado  permite variar el flujo de  forma manual de modo simple y preciso. Si bien existen en  el mundo modelos de flujo variable, nuestro diseño fue pensado para ser fabricado mediante tecnologías de impresión 3D y usando materiales biodegradable como el PLA (ácido Poliláctico),  material plástico de origen vegetal obtenido a partir del almidon del maíz, caña de azúcar etc, además de estar aprobado por la FDA de EEUU.

¿De qué se trata el desarrollo del videolaringoscopio  creado en polímero PETG?

El prototipo de Videolaringoscpio se basa en el desarrollo del modelo de Air-Angel, una organización extranjera que desarrollo productos médicos para países en vías de desarrollo. Lo que hemos hecho en este diseño fue una mejora en el diseño con el permiso de Air-Angel.

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Prototipos de Videolaringoscopios. Laboratorio Perfil Alar, CNEA/UNTREF.

En este sentido, a partir de las recomendaciones de los médicos que forman el equipo de investigación, hemos reformulado el diseño junto con el uso de nuevos materiales como el PETG que es un plástico reciclable similar al usado en las botellas plásticas, además de estar aprobado por la FDA de EEUU. La combinación del uso de este plástico junto con la mejora en el diseño del Videolaringoscopio original, permitió obtener un dispositivo médico que es económico, de fácil fabricación, seguro, de gran estabilidad estructural, ergonómico, además de estar hecho con materiales reciclados.

Es importante comentar, que un Videolaringoscopio convencional metálico puede costar en el mercado alrededor de USS5000, nuestro Videolarongoscopio puede costar una 100 veces menos.

¿Cómo es el proceso para la aprobación de estos dispositivos y su puesta en práctica?

La aprobación de estos dispositivos lo hace la Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica “ANMAT”. En este momento nos encontramos en proceso de evaluación, haciendo los ensayos necesarios para garantizar la seguridad y eficacia de los mismos, lo que permitirá luego de su aprobación usarlos en los diferentes centros de salud de la Argentina.

¿Creen que se puedan exportar para su uso en otros países?

La aprobación y obtención del registro de estos dispositivos por ANMAT, permitirá ser empleado en países que se encuentran en el Mercosur. Esto tiene una gran ventaja, ya que se cree el próximo foco de gran de crecimiento de la pandemia se trasladará a los países de Latinoamérica

¿Cuántos investigadores participaron de la investigación?

Somos un grupo interdisciplinario  formado por investigadores y técnicos de la Comisión Nacional de Energía Atómica “CNEA”, la Universidad Nacional de Tres de Febrero “UNTREF” y de médicos/especialistas de varias profesiones, enmarcados en el Colegio Argentino de Cardiólogos y Colegio de Anestesiólogos.

En el equipo técnico de investigación se encuentra formado por:

  • Carolina Anessi
  • María Petraglia
  • Paula Bustamante
  • Julio Sola
  • Daniel Anello
  • Paula Nicoletti
  • Andrea Villanueva
  • Tec- Rocío Muñoz
  • Guillermo Bacci

El equipo médico se encuentra formado por:

  • Celeste Carrero
  • Enrique Franzini
  • Gabriela Francos
  • Sebastián Peralta

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Fuente/s:

Lucio Ponzoni. Doctor en Ciencia de los Materiales e Ingeniero Mecánico. Investigador Principal de la Comisión Nacional de Energía Atómica- Docente de la Universidad Nacional de Tres de Febrero.

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