Accede al diseño en arXiv.
Presentamos aquí el diseño del Ventilador Mecánico de Milán (MVM), un novedoso ventilador mecánico diseñado para su producción a escala masiva en respuesta a las pandemias de COVID-19, para compensar la dramática escasez de tales ventiladores en muchos países.
El ventilador MVM se inspira en el ventilador Manley, que fue desarrollado por Roger Manley en 1961, basado en «la posibilidad de utilizar la presión de los gases de la máquina de anestesia como la fuerza motriz de un simple aparato para ventilar los pulmones de los pacientes en el quirófano». El MVM está diseñado para satisfacer de manera similar los requerimientos de un ventilador de la manera más simple posible. El MVM también integrará características avanzadas diseñadas por los anestesiólogos que participan en el proyecto y que trabajan en los pabellones médicos de Lombardía, la región más gravemente afectada por las epidemias de COVID-19. El hijo del difunto Roger Manley, John Manley, escribió a la Colaboración diciendo: «Es genial ver que su trabajo aún tiene el potencial de ayudar a la gente hoy en día».
Inicialmente, el propósito del documento de investigación era difundir ampliamente el diseño conceptual del MVM y solicitar la retroalimentación de la comunidad científica y médica para acelerar el proceso de revisión, mejora y posible aplicación.
Luego se optimizó el diseño para permitir la producción a gran escala en poco tiempo y a un coste limitado, basándose en componentes disponibles en el mercado, fácilmente disponibles en todo el mundo a través de los proveedores de hardware. El funcionamiento del MVM sólo requiere una fuente de oxígeno comprimido (o aire médico comprimido) y energía eléctrica.
Ilustración del ventilador MVM.
El MVM está provisto de válvulas neumáticas accionadas eléctricamente, en lugar de interruptores mecánicos convencionales, y utiliza componentes de fácil disponibilidad. Esto permite un rápido progreso desde el diseño hasta la rápida y económica producción en masa de ventiladores seguros y fiables para hospitales y pacientes de todo el mundo. El diseño modular se puede adaptar para intercambiar las piezas en función de su disponibilidad en las distintas regiones del mundo.
El MVM está diseñado para trabajar en modo de presión controlada, que parece ser el modo de funcionamiento correcto para los pacientes de COVID-19, para los que una presión alta puede dañar aún más los pulmones. MVM puede funcionar tanto en ventilación independiente (ventilación con presión controlada, PCV) como en modos de control asistido por el paciente (ventilación con presión asistida, PSV).
El sistema se conecta directamente a una línea de oxígeno médico presurizado o aire médico, y se basa en la regulación del flujo para suministrar aire médico, oxígeno médico, o una mezcla ellos al paciente a una presión en el rango adecuado para el tratamiento. La regulación de la presión del ciclo final de la espiración se logra descargando el flujo espiratorio a través de una válvula que establece la presión mínima positiva final de la espiración (PEEP) deseada. Otra válvula limitadora de presión ajustable está conectada a la línea inspiratoria y asegura que la presión máxima suministrada no exceda el valor preestablecido.
En esta etapa, el MVM no es un dispositivo médico certificado. La construcción de los primeros prototipos comenzó con un equipo de ingenieros, científicos y expertos en computación.
Los colaboradores internacionales han iniciado el proyecto con sus propios recursos de financiación. A medida que el diseño avance desde los prototipos iniciales hasta el diseño de producción final, la aprobación normativa y, finalmente, la fabricación y distribución, se requerirá financiación adicional en cada país.
El MVM está actualmente en la fase final de prototipo para asegurar el cumplimiento de los requisitos clínicos y ha sido probado en un pulmón de silicio ALS-5000, que simula un paciente que respira, en el Hopital San Gerardo de Monza, Italia. La certificación médica y la aprobación reglamentaria se están desarrollando actualmente en Europa (ISS), EE.UU. (FDA) y Canadá (Health Canada). El dispositivo está diseñado para cumplir plenamente con las directrices «Sistema de ventilación de fabricación rápida» emitidas por la Agencia Reguladora de Medicamentos y Productos Sanitarios del Reino Unido (MHRA), véase https://tinyurl.com/v8xn9j4.