Tras cuatro semanas de ardua labor, el equipo de ingenieros que trabaja en el Laboratorio de Proyectos Electrónicos de nuestra Universidad está culminando la implementación de Masi, un respirador mecánico de emergencia que será crucial para salvar vidas si nuestro sistema de salud se viese saturado por casos graves de coronavirus (COVID-19).

“Una vez que terminen las pruebas finales de la etapa de desarrollo se pasará a la de validación, en la que se conecta el respirador a calibradores por largo tiempo para comprobar que está funcionando adecuadamente”, señala el Dr. Benjamín Castañeda, director del Centro de Investigación en Ingeniería Médica de la PUCP y coordinador de nuestra Especialidad de Ingeniería Biomédica. “Después de eso nosotros estamos proponiendo hacer estudios preclínicos y clínicos que garanticen su funcionamiento y, si todo sale bien, empezar una producción masiva en la primera semana de mayo. Nuestra meta es fabricar diez unidades al día”, afirma.

Alianza estratégica

En quechua, la palabra masi denomina a ‘un compañero o amigo cercano que brinda apoyo’. “En este caso, Masi ayudará a las personas a respirar”, indica Castañeda.

Ante la emergencia sanitaria que representa el coronavirus (COVID-19), un grupo de profesionales decidió afrontar este reto combinando sus conocimientos en ingeniería con experiencia e innovación en diseño y fabricación de equipamiento electrónico. Así, comenzó el trabajo conjunto entre la PUCP, BREIN (el hub de innovación del grupo Breca), Diacsa, Zolid Design y Energy Automation Technologies, que se realiza con el apoyo económico de nuestra Universidad, el Grupo Breca, la Sociedad Nacional de Minería, Energía y Petróleo e ISA-REP. El proceso de validación clínica es posible gracias al apoyo de AUNA.

Desde un inicio, el equipo identificó estos ventiladores mecánicos de emergencia como el proyecto clave en el cual centrarse, dado el alto costo de equipos de alta gama –que pueden alcanzar los US$ 50,000– y su escasez en el Perú.

La composición interdisciplinar del grupo refleja también la complejidad de la tarea que afrontan. Lo integran los diseñadores industriales Augusto Acosta y Luigi Giampietri; los ingenieros electrónicos Jorge Benavides, Javier Chang, Jordi Cook, José Osada, Johan Polack, Jaime Reátegui, Christiam Rojas y José Alcántara; la toxicóloga Fanny Casado; los ingenieros biomédicos Benjamín Castañeda y Sandra Pérez; el comunicador audiovisual David Delgado; el psicólogo Álvaro Delgado-Aparicio; el ingeniero industrial Allejandro Egúsquiza; la abogada bioeticista Gisela Fernández; el ingeniero informático Néstor Gallo; el estudiante de Ciencias de la Computación Marcelo Peña; y el ingeniero mecánico Carlos Romero.

Diseño funcional

“Masi está pensado desde la perspectiva del médico intensivista, quien no debería sentir que opera algo distinto a un respirador mecánico tradicional”, manifiesta el Mag. Jaime Reátegui, especialista senior de innovación tecnológica de BREIN. Como ingeniero electrónico PUCP y egresado de nuestra Maestría en Procesamiento de Señales e Imágenes Digitales, conoce bien las aulas y laboratorios en los que hoy trabaja para que este respirador cumpla con distintos requerimientos clínicos.

“La pantalla táctil permite seleccionar entre tres modos de ventilación distintos: volumen-control, presión-control y presión-soporte”, enumera. “El primero se suele utilizar cuando un paciente llega a una UCI y el médico no necesariamente conoce el detalle de sus características, como la resistencia del pulmón y la saturación de oxígeno. Según el peso de la persona decide cuál es el volumen de aire que va a necesitar y quiere que el ventilador entregue. Si la salud del paciente se deteriora, el médico optaría por el segundo modo, en la que se define una presión fija y el volumen de aire que circula depende de la capacidad del pulmón. Con esos dos modos se puede trabajar con pacientes de COVID-19 sin problemas”, explica.

Por último, el modo presión-soporte se utiliza cuando el paciente empieza a recuperarse pero aún no puede respirar por su cuenta y necesita de asistencia, incluso cuando ya vuelve a tener el control de la respiración.

Perspectiva médica

Como coordinador de nuestra especialidad de Ingeniería Biomédica, Castañeda sabía que era crucial trabajar colaborativamente con los propios doctores que atienden casos reales de COVID-19 en el Perú. En ese sentido, una de las primeras acciones del equipo fue entrevistar a médicos intensivistas en el Hospital Dos de Mayo, la Clínica San Pablo y la Clínica Internacional para sumar esa información a la que brinda la OMS.

“A diferencia de otras iniciativas, empezamos el diseño planteando exactamente qué es lo que el tratamiento de esta enfermedad requiere”, indica el Ing. Jorge Benavides, egresado, docente de Ingeniería Electrónica PUCP y gerente de Energy Automation Technologies. No se trata solo de bombear determinada cantidad de aire, sino que el respirador incluye diversos sensores capaces de retroalimentar con información muy precisa su esquema de control electrónico.

Biomedicina y validación clínica

Castañeda resalta también la importancia de la perspectiva biomédica en este proyecto. Él mismo guía las coordinaciones con el Ministerio de Salud (Minsa), pero además las docentes Dra. Sandra Pérez y Dra. Fanny Casado lideran las validaciones de laboratorio y preclínica, respectivamente, y trabajan de la mano con la Mag. Gisela Fernández, abogada especialista en bioética. Su trabajo se desarrolla en paralelo y es igual de importante, pues sin el protocolo de validación de equipos médicos para emergencias, los respiradores no se podrían usar en pacientes de COVID-19.

“En los últimos 20 años, hemos creado diversos dispositivos médicos que, lamentablemente, solo quedaban en prototipos. No se contaba con una manera validada por el Minsa para darles certificación sanitaria. Ahora, debido a esta crisis, se ha tenido que crear un procedimiento muy rápido para darla”, señala Castañeda.

En la semana que viene, el equipo empezará con las pruebas de validación iniciales y construirá más prototipos del respirador.

Enlace de Interés Read English version here.