NIH -Médicos del centro clínico prueban un ventilador de un solo uso en miniatura impreso en 3D
Publicado en por James K. Gilman, MD, Centro Clínico NIH
Aquí, en el Centro Clínico NIH, estamos orgullosos de ser considerados un hospital de investigación de renombre mundial que brinda esperanza a través de investigaciones clínicas pioneras para mejorar la salud humana. Pero lo que quizás no sepa es que nuestros médicos se asocian constantemente con los sectores público y privado para desarrollar tecnologías innovadoras que ayudarán a mejorar los resultados de salud.
Me emociona presentarles una historia que es un ejemplo perfecto del ingenio de nuestros médicos de los NIH que trabajan con socios estratégicos globales para crear tecnologías que pueden salvar vidas. Esta historia comienza durante la pandemia de COVID-19 con la escasez mundial de ventiladores para ayudar a los pacientes a respirar. Los hospitales tenían una gran necesidad de dispositivos de reanimación de bajo costo, fáciles de usar y rápidamente producidos en masa que pudieran distribuirse rápidamente en áreas de necesidad crítica.
A través de asociaciones estratégicas, los médicos de nuestro Centro Clínico conocieron y se unieron a un grupo internacional de ingenieros, médicos, terapeutas respiratorios y defensores de los pacientes que utilizan sus habilidades de ingeniería para crear un ventilador funcional, asequible e intuitivo. Después de varias iteraciones y pruebas de banco, diseñaron un ventilador fácil de usar.
El ventilador en miniatura conectado a una línea de oxígeno (asterisco) y el tubo de respiración al paciente (rayado). El escape (daga) está empotrado para evitar bloqueos accidentales. Crédito: William Pritchard, Centro Clínico, NIH
Luego, con la ayuda de la tecnología de impresión 3D, mejoraron el diseño original e hicieron algo bastante increíble: el equipo creó el ventilador para un solo paciente más pequeño visto hasta la fecha. El dispositivo tiene solo 2,4 centímetros (aproximadamente 1 pulgada) de diámetro con una longitud de 7,4 centímetros (aproximadamente 3 pulgadas).
Un ventilador típico en un hospital obviamente es mucho más grande y tiene un sistema de fuelle. Se llena de oxígeno y luego lo fuerza a entrar en los pulmones seguido por el paciente exhalando pasivamente. Estos sistemas tienen múltiples partes móviles, válvulas, mangueras y controles electrónicos o mecánicos para administrar todos los aspectos del flujo de oxígeno hacia los pulmones.
Pero nuestro ventilador en miniatura impreso en 3D es de un solo uso, desechable y no tiene partes móviles. Se basa en los principios de la fluídica para ventilar a los pacientes al oscilar automáticamente entre la inspiración forzada y la espiración asistida a medida que cambia la presión de las vías respiratorias. Solo requiere un suministro continuo de oxígeno presurizado.
Las posibilidades de este ventilador en miniatura impreso en 3D son amplias. Los ventiladores podrían usarse fácilmente en el transporte de emergencia, potencialmente tratando a las víctimas del campo de batalla o respondiendo a desastres y eventos de víctimas masivas como terremotos.
Si bien refinar un concepto es importante, la clave es convertirlo en un uso real, lo que nuestros médicos están haciendo admirablemente en sus estudios preclínicos y clínicos. William Pritchard, Andrew Mannes, Brad Wood, John Karanian, Ivane Bakhutashvili, Matthew Starost, David Eckstein y el estudiante de medicina Sheridan Reed de NIH estudiaron y ya probaron los ventiladores en cerdos con lesión pulmonar aguda, un resultado grave común en una serie de problemas respiratorios. amenazas, incluido el COVID-19.
En el estudio, los médicos probaron tres versiones del dispositivo construido para corresponder a lesiones pulmonares leves, moderadas y graves. Los respiradores brindaron el apoyo adecuado para las lesiones pulmonares moderadas y leves, y los médicos recuerdan lo asombroso que fue inicialmente ver a un cerdo de 190 libras ventilado con este ventilador en miniatura.
Los médicos creen que el ventilador en miniatura impreso en 3D es un potencial “cambio de juego” de principio a fin, ya que salva vidas, es pequeño, fácil de usar, se puede imprimir y almacenar de manera fácil y económica, y no requiere mantenimiento adicional.
Recientemente publicaron los resultados de sus ensayos preclínicos en la revista Science Translational Medicine [1].
El equipo de los NIH se está preparando para iniciar los primeros ensayos en humanos aquí en el Centro Clínico en los próximos meses. Tal vez, en un futuro no muy lejano, un dispositivo diseñado para ayudar a las personas a respirar pueda caber en su bolsillo junto a su teléfono y llaves.
Referencia :
[1] El ventilador ciclado por presión impreso en 3D en miniatura en línea mantiene la homeostasis respiratoria en cerdos con lesión pulmonar aguda inducida . Pritchard WF, Karanian JW, Jung C, Bakhutashvili I, Reed SL, Starost MF, Froelke BR, Barnes TR, Stevenson D, Mendoza A, Eckstein DJ, Wood BJ, Walsh BK, Mannes AJ. Sci Transl Med. 12 de octubre de 2022; 14 (666): eabm8351.
enlaces :
Centro Clínico (NIH)
Andrew Mannes (Centro Clínico)
Bradford Wood (Centro Clínico)
David Eckstein (Centro Clínico)
Nota : el Dr. Lawrence Tabak, que desempeña las funciones de Director de los NIH, ha pedido a los directores de los Institutos y Centros (IC) de los NIH que contribuyan con publicaciones ocasionales de invitados al blog para resaltar parte de la ciencia interesante que apoyan y llevan a cabo. Esta es la 21 de una serie de publicaciones de invitados de NIH IC que se extenderán hasta que se asigne un nuevo director permanente de NIH.