Coronavirus: Galicia participa no deseño dun respirador na Organización Europea para a Investigación Nuclear

Falamos con Antonio Fernández Prieto, investigador do Instituto Galego de Física de Altas Enerxías que traballa no CERN no desenvolvemento dun ventilador de baixo custo para pacientes hospitalizados coa Covid-19.

Por Alberto Quian | Madrid | 13/04/2020 | Actualizada ás 22:00

Comparte esta noticia

A Organización Europea para a Investigación Nuclear (CERN) –o maior laboratorio de física de partículas do mundo, situado en Xenebra (Suíza)– súmase á loita global contra a Covid-19, para o que está a traballar no deseño e produción de xeles desinfectantes, máscaras e  respiradores, ademais de despregar a enorme capacidade informática da comunidade de física de partículas para axudar na procura dunha vacina contra o coronavirus SARS-CoV-2.

Respirador HEV de baixo custo deseñado no CERN, Organización Europa Investigación Nuclear
Respirador HEV de baixo custo deseñado no CERN, Organización Europa Investigación Nuclear | Fonte: CERN.

No proxecto centrado no deseño e fabricación de respiradores (dispositivos de ventilación mecánica) participa o científico galego Antonio Fernández Prieto, do Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), a través do cal traballa no Gran Colisionador de Hadróns (LHC) do CERN –o maior e máis poderoso acelerador de partículas do mundo– e, máis en concreto, no experimento LHCb (Large Hadron Collider Beauty), un dos seis detectores de partículas instalados no LHC.

Fernández Prieto forma parte dun equipo de 31 físicos e enxeñeiros que acaba de presentar o prototipo dun novo respirador de alta enerxía denominado HEV (High  Energy physics community Ventilator, en inglés). O equipo deuse conta de que os tipos de sistemas utilizados para regular os fluxos de gas para os detectores de física de partículas poderían usarse para deseñar un novo  ventilador.

Trátase dun respirador de baixo custo que podería usarse en pacientes en fases leves ou de recuperación da Covid-19, e que permitiría liberar as máquinas de máis alta gama para os casos máis graves, que requiren ventiladores máis sofisticados.

"A nosa idea é, unha vez rematemos o deseño, facelo Open source para que empresas ou institucións de calquera lugar do mundo poidan fabricalo"

A primeira etapa de creación de prototipos do HEV logrouse no CERN o 27 de marzo pasado, cun concepto que se basea en compoñentes económicos e facilmente dispoñibles. As características físicas desexadas dos reguladores de presión, as válvulas e os sensores de presión estanse aínda precisando, e estase aproveitando o apoio de médicos e organizacións internacionais para realizar máis probas en contornas hospitalarias. A idea é que expertos en atención médica proben estes respiradores nas próximas semanas.

O software de control para este dispositivo estará encapsulado nun microcontrolador dedicado que, xunto con outros compoñentes de baixa potencia, permitirá o despregamento do HEV en áreas con recursos limitados e distribución de enerxía inestable, facendo posible alimentalo con baterías, paneis solares ou xeradores de enerxía de emerxencia.

Os desenvolvementos do CERN serán lanzados baixo a licenza de hardware aberto desta institución, de maneira que se poidan producir onde sexa necesario e adaptarse aos marcos regulatorios locais.

O dispositivo atópase na etapa de concepto e creación de prototipos. Os seus creadores presentaron xa en aberto o proxecto á comunidade científica para que outros expertos fagan contribucións urxentes para o desenvolvemento e a implementación deste ventilador, que necesitará un proceso de verificación con expertos médicos.

A urxencia é máxima, xa que a escaseza de respiradores é o principal problema que enfrontan os sanitarios que atenden a pacientes hospitalizados por Covid-19. Á falta de previsión e carencia de equipos súmase o alto custo dos respiradores convencionais, que poden roldar os 20.000 euros por unidade.

Os científicos que desenvolveron este prototipo alertan de que “aínda que as empresas están a aumentar a produción” de respiradores, “esta non será suficiente para satisfacer a demanda, de acordo coas previsións actuais” sobre a incidencia do coronavirus.

O punto de partida para o deseño do Ventilador da comunidade de física de alta enerxía foi o conxunto de pautas da Axencia Reguladora de Medicamentos e Produtos Sanitarios do Reino Unido (Medicines and Healthcare Products Regulatory Agency -  MHRA) para os sistemas de ventilación de fabricación rápida.

Sobre este proxecto falamos con Antonio Fernández Prieto.

"A diferenza dalgunhas solucións que se ven nos medios ultimamente, este sistema permite un rigoroso control da presión de aire que se inxecta no paciente, así como adaptarse ás necesidades do enfermo"

Como xorde a idea de deseñar este  respirador?

Antes de nada, gustaríame agradecer ás institucións que fan posible que poida traballar neste proxecto: IGFAE, Universidade de Santiago, CERN… A idea xorde a mediados de marzo, cando o Goberno británico fai un chamamento aos seus centros de investigación para o deseño de respiradores de produción local rápida. Nese momento, os nosos compañeiros da Universidade de Liverpool, co que traballamos no LHCb, propóñennos colaborar no seu deseño, xa que a resposta debe ser internacional.

Quen colabora no proxecto?

Neste punto gustaríame facer dúas diferenciacións. En primeiro lugar, a nivel técnico o proxecto articúlase na rede de investigación do experimento LHCb do CERN, que inclúe, ademais do IGFAE, un grupo propio do CERN, as universidades de Liverpool, Manchester, Rio de Janeiro, Lausanne, etc., centros de investigación como Nikhef en  Amsterdam, DESY en Alemaña, entre outros. En segundo lugar, tamén tivemos asesoramento médico de doutores en multitude de hospitais, en Melbourne, Canberra, Lausanne, Lübeck, Gante. Por último, e non por iso menos importante, a nivel local contamos coa colaboración do doutor Francisco Javier Pardo, do Hospital Universitario de Lugo, ao cal me gustaría agradecerlle especialmente que nos dedicase o seu tempo nestes días tan complicados para eles.

Cales son as características diferenciais e técnicas básicas do dispositivo que o fan interesante para a súa aplicación en centros hospitalarios?

As características diferenciais que queremos conseguir con este proxecto é que sexa fácil de construír e cun prezo de produción relativamente económico. A nosa idea é, unha vez rematemos o deseño, facelo Open source [código aberto] para que empresas ou institucións de calquera lugar do mundo poidan fabricalo. O feito de ser aberto e publico permite que calquera coas capacidades para facelo poida producilo, mesmo nalgúns países máis desfavorecidos.

Respecto ás características técnicas, este ventilador está deseñado para traballar nos modos PRVC [ventilación controlada a volume e regulada a presión], SIMV-PC [Ventilación obrigatoria intermitente sincronizada con control de presión] e CPAP [presión positiva continua das vías respiratorias]. Isto permítenos tanto respirar polo paciente como axudalo gradualmente, podendo ser utilizado tanto con máscara como con traqueotomía. Outro punto clave do deseño é facilitar o labor dos sanitarios que traballarán co respirador a diario. Para iso estamos a deseñar a interface de forma similar aos respiradores comerciais actuais, podendo ser operados e monitorados tanto in situ desde unha pantalla táctil como remotamente desde unha interface web.

A diferenza dalgunhas das solucións que se ven nos medios ultimamente, este sistema permite un rigoroso control da presión de aire que se inxecta no paciente, así como adaptarse ás necesidades do enfermo. É un sistema versátil e con características similares aos respiradores comerciais.

"Para a súa produción estamos en contacto cunha empresa da comarca de Santiago, Deyman, á cal quero agradecer a súa grande achega ao proxecto"

Cal sería o seu custo de fabricación e quen se podería encargar diso?

Actualmente estamos a facer o prototipado e os custos poderían variar. En materiais estariamos a falar de entre 3.000 e 4.000 euros por unidade. Respecto ao custo de man de obra, non lle podo dar unha estimación, xa que pola nosa banda, polo menos, non temos ánimo de lucro. Dependería da empresa que o produza. Respecto a quen pode producilo, practicamente calquera empresa capaz de realizar proxectos pneumáticos sería capaz de reproducilo (obviamente, cumprindo coa lexislación sanitaria pertinente).

Que prazos de fabricación e entrega estiman, e en que cantidades se podería producir?

Estamos a traballar contra reloxo para ter o sistema listo canto antes e homologalo. Respecto á fabricación, depende do número de empresas a producilo e das súas capacidades. O IGFAE, como centro de investigación, conta cunhas capacidades de produción en cadea moi limitadas, por iso estamos en contacto cunha empresa da comarca de Santiago, Deyman, á cal quero agradecer a súa grande achega ao proxecto. Estamos a realizar un prototipo con eles, que se encargarían da produción local.

Que se necesita para que sexa aprobado?

Actualmente estamos a centrar os esforzos en finalizar o primeiro prototipo no CERN en Xenebra e este sería homologado en Suíza e Francia en primeiro lugar. Dada a lexislación europea, iso facilitaríanos a tramitación en España e a súa produción.

Como e con que resultados se fixeron as primeiras probas?

No vídeo que lles deixo pódese ver un prototipo de finais de marzo, testado no CERN. Actualmente estamos a finalizar o software de control e o seguinte paso será o test en animais e a homologación. Os resultados ata o momento son prometedores.

"Un dos maiores desafíos aos que nos enfrontamos é a falla dalgúns compoñentes no mercado para comprar de forma inmediata"

Presentouse a algún organismo internacional ou goberno?

Esta proposta xorde dunha demanda do Goberno británico, traspasou as súas fronteiras e actualmente o desenvolvemento centralízase a través do CERN. O proxecto presentouse á OMS [Organización Mundial da Saúde], que nos está apoiando co seu coñecemento sanitario. A nivel rexional, o IGFAE presentou este proxecto a través de GAIN [Axencia Galega de Innovación], que o está avaliando.

Cal é a súa achega persoal a este proxecto?

A miña achega baséase en dúas partes principalmente. A primeira consiste en colaborar no deseño do software de control dos ciclos de respiración do paciente e a segunda, xa que o IGFAE é o único instituto español no proxecto, é replicar o sistema aquí cos compoñentes dispoñibles no noso mercado. Un dos maiores desafíos aos que nos enfrontamos é a falla dalgúns compoñentes no mercado para comprar de forma inmediata, polo que debemos buscar alternativas sen comprometer a saúde do paciente.

Que papel xoga o IGFAE?

Sen o IGFAE non sería posible realizar este proxecto, ao basearnos nas redes de contactos de investigación existentes. Este é un centro mixto da Universidade de Santiago e Xunta de Galicia. Na liña de investigación do IGFAE na que traballo, deseñamos e construímos electrónica para un dos experimentos do LHC do CERN (LHCb) e colaboramos con multitude de centros de investigación internacionais e universidades que contan cunha alta capacidade de desenvolvemento de enxeñería e acceso a profesionais sanitarios.

Comparte esta noticia
¿Gústache esta noticia?
Colabora para que sexan moitas máis activando GCplus
Que é GC plus? Achegas    icona Paypal icona VISA
Comenta