UNTREF trabaja en el desarrollo de dispositivos hospitalarios faltantes

Son dos piezas que el país necesita para el tratamiento de pacientes con COVID-19: una válvula Venturi de flujo variable para uso en máscaras de oxígeno y un videolaringoscopio de diseño nacional con tecnología de impresión 3D.

20-04-2020

Investigadores, docentes, estudiantes y becarios de la UNTREF junto a la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) y a un grupo de médicos trabajan en el desarrollo de un modelo de válvula Venturi universal que no se fabrica en nuestro país y de un videolaringoscopio que reduce el contagio del personal sanitario que realiza la intubación de pacientes. Los proyectos fueron presentados en la convocatoria realizada por la Agencia Nacional de Promoción de la Investigación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación para la realización de proyectos vinculados al COVID-19. 

La válvula Venturi es un dispositivo empleado en diferentes máquinas de uso general, desde bombas limpias, generadores de espumas, instrumentos de medición hasta respiradores de uso médico. En el contexto de la pandemia del coronavirus en el país se registra faltante de este insumo para el uso médico, debido a su escasa producción y a la falta de disponibilidad en el extranjero. Esto, sumado a la experiencia del grupo de investigación de Aerogeneradores de la UNTREF sobre ingeniería de los fluidos, materiales e impresión 3D y la cooperación con investigadores de la CNEA y médicos de diferentes especialidades, hizo que se comenzara a trabajar en una válvula Venturi de origen nacional.

“Existen diferentes modelos de tubo Venturi en función al caudal de aire que se necesita que le ingrese al paciente, y estos se diferencian por colores”, explicó Julio Sola, director de la carrera de Ingeniería Ambiental. Además informó que para la impresión de estos modelos existen planos de libre disposición. “Se trata de modelos económicos que vienen diseñados para entregar una determinada cantidad de mezcla aire/oxígeno al paciente”, explicó el ingeniero.  

A partir de estos planos disponibles el equipo realizó el diseño y comenzó a imprimir las piezas con éxito. Sin embargo, como en Argentina no hay un modelo universal porque es altamente costoso, el desafío de los investigadores fue diseñar y construir un dispositivo de válvula que permita regular el caudal del aire, es decir que se adapte a las distintas condiciones de oxigenación del paciente. En este sentido, el grupo de investigación interdisciplinario comenzó a desarrollar desde cero una válvula Venturi nacional de flujo variable, construida en PLA (ácido polilactico) y que cumple con las siguientes características:

• De flujo variable con parámetros de FiO2 entre 24% y 60%.
• Diseño simple y uso fácil.
• Construible con impresión 3D con materiales de origen nacional y biodegradables.
• De producción rápida y económica.
• Adaptable a los respiradores y máscaras de oxígeno de los hospitales y centros de salud nacionales.
• Posibilidad de reproducción del modelo en diferentes regiones.
• Con potencial para ser reutilizada. 

Julio Sola destacó que “lo novedoso de este desarrollo que estamos trabajando desde la Universidad, en combinación con otros organismos de ciencia y colegios científicos de médicos, es la fabricación de una válvula de flujo variable nacional mediante impresión 3D con materiales biodegradables”.

En consecuencia, “esta válvula puede ser reproducida en otras regiones del país, sin necesidad de que se tenga que fabricar en una región específica, eliminando los tiempos asociados al transporte y distribución tan urgentes en la pandemia”, agregó el director de Ingeniería Ambiental.    

Paralelamente, el equipo está trabajando en la impresión de otro insumo faltante: el videolaringoscopio. Se trata de “un dispositivo para manejar en modo avanzado la vía aérea del paciente al realizarle asistencia respiratoria mecánica”, explicaron los investigadores.  

Los especialistas destacaron la importancia de disponer de videolaringoscopios durante la pandemia COVID-19 porque estos permiten una menor exposición al contagio para el profesional de salud que realiza la intubación del paciente. “El profesional se aleja de la boca del paciente al realizar la intubación ya que lo hace mirando una pantalla” aclararon los expertos. A su vez, agregaron que “si bien todos los organismos internacionales y nacionales recomiendan la utilización de un videolaringoscopio para intubar pacientes COVID-19 positivo, existe escasa disponibilidad en el mercado local, con precios unitarios que exceden los 2000 dólares”.  

El equipo ya comenzó con la primera impresión del prototipo de un modelo que la organización Air Angel (Reino Unido) dispone en forma libre en países de bajos recursos. “Este videolaringoscopio, construido mediante impresión 3D, es empleado en varios centros médicos del mundo, dando muy buenos resultados”, destacaron los investigadores. 

Según informaron los expertos, para la fabricación de este dispositivo se usó como material de impresión el polímero PETG (politereftalato de etileno modificado con glicol) usado ampliamente en la impresión 3D por su bajo costo y fácil empleo. Este material se encuentra aprobado por la Food and Drug Administration (FDA) de Estados Unidos y existen empresas nacionales fabricantes de bobinas de este material. Algunas de las principales ventajas de estos materiales son su biocompatibilidad y sus propiedades mecánicas, que al igual que el PLA los hacen en muchas ocasiones empleables para su uso en aplicaciones médicas. 

A su vez, los especialistas adelantaron que están analizando una mejora de este videolaringoscopio para que se pueda adaptar tanto a personas adultas como a niños, lo cual implica un desarrollo de ingeniería. 

Los investigadores enfatizaron que “para ambos insumos se realizarán los ensayos requeridos por la ANMAT, para demostrar la seguridad y eficacia del producto médico desarrollado, para su aprobación de uso en los centro de salud de la Argentina”.

Ambos proyectos surgieron a partir del pedido de sociedades médicas por la necesidad de estos dispositivos en falta en nuestro país. Los equipos de trabajo dirigidos por el Doctor Lucio Ponzoni se conforman de manera multidisciplinaria por investigadores y alumnos de las carreras de Ingeniería Ambiental y Licenciatura en Higiene y Seguridad de la UNTREF, investigadores de la Comisión Nacional de Energía Atómica junto con médicos y especialistas que asesoran al equipo de diseño científico.