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Atención: pide y la NASA te da gratis su patente de ventilador creado para luchar contra la covid-19

Los fabricantes interesados pueden pedir la licencia a través de la Oficina de Transferencia de Tecnología y Asociaciones Corporativas en Caltech, que administra JPL para la NASA. Para más información, escribir al correo [email protected]

Noticias NASA

PERÚ BICENTENARIO 23/05/2020

Foto: NASA.

La FDA, la Agencia de Medicamentos y Alimentación ​​de los Estados Unidos, aprobó el uso de VITAL, un ventilador de uso de emergencia desarrollado en solo 37 días por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en respuesta a la pandemia de coronavirus.

VITAL (abreviatura de Ventilator Intervention Technology Accessly Locally) no reemplazaría los ventiladores hospitalarios actuales, que pueden tratar una gama más amplia de problemas médicos.

VITAL se aprobó el 30 de abril y fue diseñado específicamente para pacientes con covid-19. El prototipo se compone de muchas menos piezas que los ventiladores tradicionales y está destinado a durar de tres a cuatro meses. 

Su licencia se ofrece gratuitamente a los fabricantes a través de la Oficina de Transferencia de Tecnología y Asociaciones Corporativas en Caltech, que administra JPL para la NASA.

Más de 100 fabricantes de todo el mundo solicitaron una licencia gratuita para construir VITAL, y los licenciatarios se anunciarán más adelante este mes de mayo.

Ver el potencial

Esta es la historia de cómo un equipo de ingenieros, impulsado por el deseo de ayudar durante la crisis, creó VITAL.

El 11 de marzo, el ingeniero de sistemas mecánicos David Van Buren se encontró esperando en la cola para tomar una taza de café en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. 

Era un típico y bullicioso miércoles antes de que comenzara el teletrabajo obligatorio, pero Van Buren no estaba concentrado en su carga de trabajo típica.

En cambio, el ingeniero de sistemas mecánicos estaba calculando los números de coronavirus. En febrero, había dado una conferencia sobre pandemias en relación con covid-19 para su curso de física en Cal State Los Angeles, y vio signos claros de una pandemia en desarrollo.

“No tomó mucho extrapolar para ver el potencial de lo que podría pasar aquí”, dijo Van Buren. “Y al mismo tiempo, estaba pensando en nuestro trabajo; tenemos estas misiones y esfuerzos para explorar otros planetas, pero comencé a preguntarme si lo que estábamos haciendo en JPL era lo que deberíamos estar haciendo”, dijo Van Buren.

Esa misma mañana, los pensamientos del ingeniero jefe de JPL Rob Manning estaban preocupados por el virus, y él también necesitaba un café.

“Acababa de ver algunas proyecciones y estaba preocupado”, dijo Manning.

En un encuentro casual, los dos conversaron sobre el próximo trabajo y un poco sobre sus preocupaciones por el coronavirus.

“Regresé a mi escritorio después de hablar con Rob, y la pregunta todavía me molestaba”, dijo Van Buren. 

“Tenemos un increíble talento y capacidades de ingeniería aquí. ¿Cómo podemos ayudar a reducir la escasez de ventiladores que podría venir?”

Esto, mucho antes de que la mayoría de la gente supiera el significado de “ventilador”, y mucho menos las implicaciones fatales de una escasez.

Van Buren envió un correo electrónico, describiendo un plan para desarrollar y probar un diseño de respirador de bajo costo que podría hacerse rápidamente y en volumen. Manning estaba enganchado.

“Necesitábamos hacer algo, y eso fue todo”, dijo Manning.

Hazaña casi desconocida

Treinta y siete días después, un equipo de más de 50, algunos trabajando en el sitio en JPL, pero la mayoría desde su casa, diseñó, construyó y probó VITAL, una ayuda respiratoria que ayudaría a los pacientes gravemente enfermos con covid-19 y reforzaría las escasas existencias de ventiladores hospitalarios tradicionales.

La línea de tiempo es una hazaña casi desconocida en el desarrollo de dispositivos médicos, completada por un centro de investigación y desarrollo que fabrica robots para el espacio, no ayudas respiratorias para los humanos. 

En términos de JPL, el equipo diría que hacían una misión completa de vuelo planetario, desde la formulación hasta el lanzamiento y el aterrizaje, en poco más de un mes. La mayoría de los miembros del equipo trabajaban 14 horas al día, siete días a la semana, y las restricciones obligatorias de teletrabajo establecidas el 17 de marzo ponen tensiones únicas en una tarea ya desalentadora. Van Buren dijo que los obstáculos no desanimaron a nadie.

“La diferencia es el propósito”, dijo Van Buren. “Aterrizar algo en Marte es increíblemente emocionante, pero salvar vidas es una bestia diferente”.

El enlace médico

Entonces, ¿cómo convirtió el equipo la idea inicial en acción?

Ingresó Leon Alkalai, becario de ingeniería en la Oficina de Integración Estratégica, quien durante los últimos seis años ha dirigido un foro de ingeniería médica en JPL destinado a identificar las tecnologías espaciales únicas del Laboratorio que podrían aplicarse para resolver problemas desafiantes en la atención médica y la medicina.

“La visión general ha estado ahí”, dijo Alkalai. “La idea de David trajo la urgencia y la oportunidad para que JPL haga una contribución significativa de una manera única, y quería ayudar de cualquier manera que pudiera”.

El ventilador tenía que cumplir con los caudales de oxígeno específicos de alta presión para ayudar a los pacientes con covid-19 a combatir el síndrome de dificultad respiratoria aguda; tenía que estar hecho de muchas menos piezas que un ventilador de hospital típico para mantener bajos los costos; esas partes tenían que estar ampliamente disponibles en la cadena de suministro de EE. UU. para que los ventiladores pudieran construirse en grandes cantidades; y esas piezas no podrían ser las mismas que usan los ventiladores tradicionales, por lo que la fabricación de VITAL no bloquearía la producción de otros ventiladores.

Van Buren buscó expertos en JPL, y el equipo, que ahora tiene una docena de personas, celebró su reunión inicial el lunes 16 de marzo en Left Field, un espacio forrado de pizarra que generalmente se usa para generar ideas sobre los primeros conceptos de la misión. 

El equipo había convertido la habitación en una estación de aprendizaje con ventilador. Y gracias a un neumólogo de renombre mundial, la curva de aprendizaje estaba a punto de ponerse empinada.

No hay tiempo para respirar

Como Director Médico de la Escuela de Terapia Respiratoria para las universidades del este de Los Ángeles y Santa Mónica, el Dr. Michael Gurevitch tenía acceso a un suministro de ventiladores, circuitos, válvulas y filtros que podía llevar al laboratorio para dar un curso intensivo sobre lo que era necesitaba hacer un dispositivo de combate covid-19.

“Dado que las restricciones de coronavirus habían cerrado las universidades, el liderazgo de la escuela nos otorgó acceso a casi todo lo que necesitábamos de sus laboratorios que ayudaría a ayudar al proyecto de JPL”, dijo Gurevitch.

Después de la reunión, el equipo de diseño de VITAL, dirigido por el ingeniero mecatrónico Mike R. Johnson, convirtió la conferencia de Gurevitch en requisitos a medida que desarrollaron un concepto de trabajo, diseño y prototipo.

“Fueron sorprendentes. No solo comprendieron los conceptos médicos y la fisiología”, dijo Gurevitch, “sino que entendieron cómo esos requisitos interactuarían con la mecánica del dispositivo”.

Llamado al laboratorio en una pandemia

Mientras que la mayoría del equipo trabajaba desde casa, un personal limitado permanecía en el laboratorio como misión esencial para trabajar en el ensamblaje y las pruebas de prototipos.

La ingeniera mecatrónica Michelle Easter trabajó como prototipo de logística y líder de pruebas de hardware para VITAL. 

“Estábamos considerando el proceso de aprobación de la FDA además de asegurarnos de que cada parte que elijamos esté disponible para la producción en masa, y no solo disponible, sino disponible ahora”, dijo Easter. 

“Esto tenía que ser técnicamente excelente, y las piezas tenían que estar fácilmente disponibles. No estamos acostumbrados a eso en JPL. Si estoy trabajando en un instrumento de vuelo y quiero una pieza, simplemente le daré a la compañía un plazo de ejecución de 20 meses para crearlo de forma personalizada. Esa no es una opción aquí “.

A pesar de los primeros dolores de crecimiento, el equipo encontró su ritmo, diseñando, construyendo y probando dos modelos prototipo diferentes, uno impulsado por un ventilador y otro por un sistema neumático. 

Ambos contienen aproximadamente un séptimo de las partes de un ventilador tradicional, y ambos pueden administrar los flujos de oxígeno a alta presión necesarios para los pacientes con covid-19 mientras mantienen los pulmones ligeramente inflados incluso mientras exhalan, clave para que los pacientes eviten infecciones como la neumonía.

“Ha sido increíble ser parte de un proyecto de base de este tipo, y verlo explotar de manera orgánica desde esas primeras reuniones hasta estos prototipos de trabajo”, dijo Easter. 

“Bromeo diciendo que he conocido a todos mis nuevos compañeros de trabajo favoritos de este proyecto. Porque todos en este equipo tienen un gran corazón, y están en este proyecto porque quieren hacer una diferencia. Esa pureza de intención es increíble. Todos todo está bien, y se siente genial “.

Jargon Jumble, Teletrabajo Tango

La ingeniera de sistemas Stacey Boland no es ajena a la inclinación de JPL por los acrónimos y la jerga, pero como las operaciones lideran en VITAL, se le asignó la tarea de escribir esencialmente un manual de usuario para el dispositivo mientras se construía.

“Los profesionales médicos definitivamente tienen su propio idioma”, dijo Boland. “Las diferentes especialidades dentro de la profesión del cuidado de la salud incluso parecen tener sus propios dialectos, por lo que ha habido una gran cantidad de iteración y edición”.

El otro trabajo de Boland es trabajar en el instrumento MAIA (Multi-Angle Imager for Aerosols), la primera vez que la NASA se asocia con epidemiólogos y organizaciones de salud para utilizar datos satelitales para estudiar la salud humana. 

“En un día determinado, estoy hablando con médicos, ingenieros, gerentes, estrategas visuales y, a veces, también reguladores”, dijo Boland.

La calificó de manera única para un puesto en VITAL. Y si bien hubo muchos puntos de vista diferentes para tratar de conciliar, prevaleció un sentido de propósito. 

“Todos hablamos. Todos escuchamos. Todos estamos aprendiendo juntos. Hay algo hermoso y propicio para tener un enfoque singular: hay una necesidad real no satisfecha y estamos respondiendo a ella. Realmente existe la sensación de que todos estamos en esto juntos “.

Listo para ayudar

Con los prototipos construidos, Leon Alkalai conectó al equipo con el doctor Matthew Levin, en la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai en Nueva York. El 22 de abril, apenas un mes después de que comenzara el proyecto, el ventilador pasó pruebas críticas en el laboratorio de simulación humana de alta fidelidad del centro, funcionando bajo una amplia variedad de condiciones de pacientes simuladas.

El 30 de abril, después de revisar la presentación de 505 páginas, la FDA aprobó VITAL para una Autorización de Uso de Emergencia de ventiladores . El proceso de selección para el que las empresas recibirían una licencia gratuita estaba en marcha.

Los logros del equipo también han captado la atención del mundo. El 23 de abril, el administrador de la NASA Jim Bridenstine realizó una conferencia de prensa en la que el director asociado de integración estratégica de JPL, Dave Gallagher, habló sobre el desarrollo de VITAL. Dos días después, Gallagher estaba en la Casa Blanca, mostrándole el ventilador al presidente Donald Trump.

“Felicite al ingeniero, ¿de acuerdo? Salude a Dave”, dijo Trump a Gallagher, refiriéndose a Van Buren.

Para Van Buren, las felicitaciones van por todo el equipo y más allá.

“Los trabajadores médicos, las personas que tejen máscaras faciales, proporcionan EPP a los grupos en primera línea… la cantidad de compasión que muestran las personas mientras todos tratamos de hacer frente a esta epidemia es realmente conmovedora”.

Lo que VITAL significará para el mundo es aún desconocido. Actualmente, el uso del ventilador permanece por debajo de los niveles críticos en los Estados Unidos, pero eso no significa que no se necesitará VITAL si los casos de coronavirus aumentan nuevamente en el futuro.

“Parece que estamos cerca del pico en los Estados Unidos, pero podría empeorar tan fácilmente como mejora”, dijo Van Buren. 

“No sabremos que ha terminado hasta que sea obvio que lo hemos superado. Pase lo que pase, lo que hemos demostrado a través de este proyecto es un camino para realizar un trabajo importante y urgente. Habrá otra pandemia, y nosotros estamos poniendo en práctica principios sobre cómo atacarlos aquí “.

Tiene el potencial de salvar vidas, pero todos los que ayudaron a construirlo esperan que los números de coronavirus nunca aumenten a un lugar donde se agoten las capacidades de ventilación del hospital. 

Este artículo fue escrito por Taylor Hill.

Para más información, escribir a Andrew Good, de Jet Propulsion Laboratory, Pasadena (California) al correo [email protected] (o llamarlo al 818-393-2433).

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