Pesquisadores da Universidade do Texas em Austin estão construindo um novo tipo de ventilador barato, materiais amplamente disponíveis para ajudar a preencher a demanda criada pela disseminação do COVID-19 para esses dispositivos essenciais que ajudam os pacientes a respirar.

Os ventiladores tornam-se necessários quando os pacientes não conseguem respirar por conta própria, bombeando fisicamente oxigênio para os pulmões. Eles estão em falta. É por isso que os pesquisadores estão construindo um "ventilador de ponte" que pode ser replicado e produzido em massa por outros.

"O problema é que quando as UTI ficam lotadas, não há mais ventiladores, "disse Thomas Milner, professor do Departamento de Engenharia Biomédica da Cockrell School of Engineering, quem está liderando o projeto. "E você não pode trazer novos leitos de UTI porque não tem os ventiladores."

Os hospitais em todo o Texas tinham uma estimativa de 3, 730 ventiladores em 2009 durante a pandemia de H1N1, de acordo com pesquisa publicada em 2017. Esse fornecimento é suficiente para atender às necessidades dos pacientes durante cenários de pandemia leve a moderada. Contudo, durante um cenário mais grave, a demanda projetada em todo o estado chegaria a 10, 000 ventiladores, a pesquisa descobriu, ultrapassando em muito os recursos de 2009.

O dispositivo é chamado de Austin Bridge Breathing Unit, e usa um ressuscitador manual, uma ferramenta comum chamada bolsa AMBU (unidade de respiração artificial médica). O AMBU é um dispositivo portátil aprovado pela Food and Drug Administration dos EUA que inclui uma bolsa que se enche de oxigênio e uma máscara que os pacientes usam para receber ventilação. Contudo, a unidade exige que uma pessoa comprima o saco com frequência para ajudar os pacientes a respirar, uma tarefa desafiadora em um momento em que a equipe médica em todo o país está sobrecarregada devido ao coronavírus. A equipe precisava de uma maneira de compactar automaticamente a bolsa para levar oxigênio aos pacientes.

Um motor de limpador de pára-brisa retirado de um Toyota Camry aciona uma pequena roda que empurra a bolsa para baixo para controlar o fluxo de oxigênio. Quatro potenciômetros controlam a taxa de respiração, o volume de oxigênio dado aos pacientes, o tempo para inspirar e a pressão máxima.

"Essencialmente, estamos substituindo a mão humana que normalmente pressionaria contra a bolsa para injetar oxigênio nos pulmões do paciente, "Milner disse.

Milner disse que um colega teve a ideia de usar um motor de limpador de para-brisa durante uma sessão de brainstorming. Esses motores estão disponíveis, confiável e barato. Eles passam por testes extensivos como parte do processo de produção de automóveis. Demorou um pouco para a equipe descobrir o motor, mas trabalharam com um mecânico local para aprender os detalhes.

A equipe está testando o dispositivo em um manequim da Dell Medical School da UT e testando os pulmões fornecidos pela UT Health San Antonio.

Depois que a equipe analisa seu protótipo, o plano é fornecer uma licença aberta para o projeto para que qualquer pessoa possa fazer seu próprio baixo custo, ventilador confiável. Os pesquisadores e uma equipe da Dell Medical School estão em discussão com vários parceiros de fabricação, com o objetivo de produzir rapidamente pelo menos 2, 000 ventiladores. Austin's Unorthodox Ventures se comprometeu a produzir cinco unidades de protótipo para a equipe testar o estresse.

Como os componentes do dispositivo são regulados individualmente, Milner espera a aprovação em questão de semanas, em vez de meses. Recentemente, o FDA emitiu um protocolo de autorização de uso de emergência para acelerar a produção de ventiladores e outros dispositivos respiratórios.

"Mesmo, tudo o que estamos fazendo é o que diríamos ser uma modificação simples de como você empurra o saco, "Milner disse.

Sua equipe da UT inclui Arnold Estrada, Scott Jenny, Nitesh Katta, Aydin Zahedivash, Tim Phillips e Austin McElroy. Vários médicos também estão contribuindo para o projeto, incluindo o Dr. Paul Harford da Dell Medical School, e os drs. Stephen Derdak e Marc Feldman e o terapeuta respiratório Richard Wettstein, todos da UT Health San Antonio. O grupo faz parte de um Consórcio Bridge Ventilator, liderado pelo Dr. Brian Wong, cadeira assistente do Departamento de Otorrinolaringologia da Escola de Medicina da Universidade da Califórnia, Irvine, que visa produzir ventiladores alternativos em meio à escassez nacional.

Milner observou os esforços impressionantes de universidades de todo o país, incluindo a Universidade do Texas em Austin, para mudar rapidamente para projetos COVID-19 depois que a maioria das pesquisas foi encerrada pela pandemia. Outro exemplo recente desse esforço veio da Universidade de Minnesota na semana passada, quando um anestesiologista cardíaco foi "full-on MacGyver, "construir um protótipo de ventilador com US $ 150 em peças sobressalentes encontradas em um laboratório de dispositivos médicos.