RESPIRADORES DE UCI PARA VENCER AL COVID-19 - Fundación Universidad Carlos III

Proyecto “Respiradores de UCI para vencer al COVID-19”

Esta campaña impulsa un proyecto iniciado en el Laboratorio de Circulación Artificial del Hospital Gregorio Marañón junto con investigadores y técnicos de la Universidad Carlos III de Madrid, para diseñar y construir un prototipo de respirador UCI de manera rápida y económica, con tecnología de acceso libre y que pueda tener un desarrollo industrial relevante.  

Últimos hitos

El equipo investigador ha finalizado la primera parte del diseño y construcción del prototipo y ha compartido los resultados y desarrollos en GITHUB bajo licencia Creative Commons Attribution Share Alike 4.0 International, que autoriza la modificación, la distribución y el uso comercial y privado.

El enlace a todo el proyecto, que ya puede consultarse y usarse, es: https://github.com/rcc20-uc3m/respirador_UCI_ALUMNI_UC3M

GITHUB es una de las principales plataformas para crear proyectos abiertos de herramientas y aplicaciones, y permite que los códigos de los proyectos abiertos puedan ser descargados y revisados por cualquier usuario, lo que ayuda a mejorar el producto y crear ramificaciones a partir de él.

El prototipo se encuentra actualmente en el Laboratorio de Circulación Artificial de la Unidad de Medicina y Cirugía Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marañón, y está siendo sometido a pruebas de funcionamiento por el equipo del Dr. Del Cañizo.

Objetivos

Desarrollar un nuevo modelo Respirador específico para Unidades de Cuidados Intensivos (UCI) que permita su fabricación de forma relativamente sencilla para aumentar así la oferta de este equipamiento crítico, indispensable para atender a los enfermos más graves de Covid19 en las UCIs en hospitales públicos.

Dicho desarrollo incluye las fases de: diseño y construcción de prototipos; ensayos de validación en animales y personas; y la fase de autorización con la elaboración del expediente técnico y la realización de los trámites necesarios para su fabricación y uso (marcado CE).

Una vez completada la fase de autorización, en una segunda etapa del proyecto, se contempla la fabricación de Respiradores.

Hablan los investigadores

Justificación del proyecto

Primero

Los respiradores de UCI tienen características específicas que los diferencian de otros ventiladores mecánicos que están desarrollando en otras iniciativas de lucha contra el Covid 19, pero que no son adecuados para su uso en UCIs.

Los respiradores de UCI funcionan en modo de operación mandatoria y en modo asistido: con el primero se cubren las necesidades de los pacientes con mayor afectación pulmonar, que no pueden respirar por sí mismos; con el segundo, la máquina no fuerza al paciente a respirar, sino que lo acompaña a su ritmo y completa su esfuerzo, midiendo de manera permanente el flujo, el volumen y la presión del aire inhalado y espirado.

Además, realizan un control preciso de la presión positiva al final de espiración (PEEP), una característica fundamental para los pacientes de COVID-19 que evita dañar el pulmón.

El sistema informa en todo momento al personal especialista médico a través de una pantalla de control de todos los parámetros del respirador, e integra una visualización de las gráficas de presión pulmonar y volumen de aire que facilitan verificar la correcta ventilación del paciente.

Segundo

La urgencia sanitaria que ha traído la expansión del COVID-19 ha hecho patente la necesidad de material hospitalario para protección y para tratamiento. Entre éstos, los respiradores son un elemento imprescindible para quienes entran en la UCI con grave afectación pulmonar.

España no cuenta con un sector industrial suficiente dedicado a la fabricación de estos aparatos. El mercado internacional no tiene oferta para cubrir nuestras necesidades ni durante estos días de emergencia, ni para los próximos meses en los que cientos de pacientes van a depender del acceso a estos respiradores para lograr su curación y mejorar su recuperación.

El proyecto pretende ser una alternativa a los respiradores de alta gama que hay en las UCIs, y así dar una respuesta más rápida y más económica a los pacientes del COVID-19 que comparten patologías pulmonares muy delicadas.

Además, cuando la urgencia sanitaria ceda, sólo los productos con marcado CE permanecerán en nuestro sistema y seguirán siendo útiles.

Tercero

Como otros países en Europa, España ha sufrido el desabastecimiento del relativamente estrecho mercado de Respiradores (producto que se fabrica normalmente a demanda). Un aumento repentino de la demanda en todo el mundo, frente a una oferta inelástica, ha provocado este desabastecimiento global. Esto, unido a las restricciones en la compra y envío de material provocadas por el intento de cada país de garantizar sus suministros, y la inexistencia de una industria local capaz de suministrar estos equipos, ha producido una fuerte limitación en el número efectivo de camas de UCI disponibles para la crisis.

Este proyecto, toda vez que consiga su objetivo de mejorar la situación de los centros hospitalarios, puede contribuir a que se cree una industria nacional con cierta capacidad de producción y autonomía para responder a necesidades como las actuales. Sobre todo, de cara a nuevas oleadas del virus, que son una posibilidad cierta hasta que no exista una vacuna masiva.

Participantes

Este proyecto arranca a partir de la iniciativa del Laboratorio de Circulación Artificial del Hospital General Universitario Gregorio Marañón junto con investigadores y técnicos de la Universidad Carlos III de Madrid.

Posteriormente se incorpora al proyecto la Fundación Universidad Carlos III para impulsar una campaña de crowdfunding que permita financiar el proyecto.

Finalmente, se produce la colaboración de diferentes personas e instituciones que han ofrecido capacidades y recursos para apoyar el proyecto.

Financiación

La campaña de crowdfunding cubrió su objetivo inicial de captación de 50.000€ para financiar la creación, prueba y obtención de licencias, de los prototipos, en las primeras 24 horas de su lanzamiento (2 de abril). Casi dos meses después, se han superado los 68.000 €, aportados por 1.687 donantes. Además, distintas instituciones se han interesado por hacer aportaciones al proyecto, sumando una cantidad adicional de hasta 30.000 € más.

La campaña se dirigió en un primer momento al colectivo Alumni UC3M y a la comunidad universitaria UC3M. También se difundió entre empresas e instituciones colaboradoras de la Fundación. Todos estos grupos suman alrededor de 100.000 personas.

Donantes individuales

Más de
0
personas

Empresas e Instituciones

El promedio de las donaciones ha sido de 40,37 €, y se han distribuido de la siguiente manera:
El 98% de las donaciones provino de España, pero hemos recibido aportaciones de varios países:

Situación del proyecto

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16 de abril de 2020

Los investigadores están ultimando la fase de fabricación de los prototipos. La pasada semana los técnicos se centraron en la integración de los elementos del respirador en una caja con las características exigidas para un instrumento médico, así como en la prueba de distintas soluciones para el mecanizado de la caja. En estos días se ha hecho acopio de todas las piezas necesarias (mediante compra o fabricación) para hacer un montaje definitivo. De forma paralela, se ha comenzado a preparar la prueba en animales y el proceso de homologación ante la autoridad sanitaria regional.

1 de mayo de 2020

El proyecto ha sido elegido para exponerse en la Conferencia Online “2020 University-Industry Interaction”, que se celebra entre el 8 y el 11 de junio. Este encuentro, organizado por la University Industry Innovation Network, será útil para mostrar el proyecto y compartir avances y conocimientos en el marco de la relación entre la Universidad y la Industria.

16 de mayo de 2020

El último paso que se ha dado con los prototipos ha sido probar una nueva electrónica de instrumentación, control y potencia, que regula las funciones principales del respirador. El resultado ha sido muy bueno y la electrónica final no será ya muy diferente. Además, se han ensayado tres prototipos de válvulas de control de respiración que cumplan los requisitos de fiabilidad con un coste razonable y un proceso de fabricación que sea sencillo para la última fase del proyecto.

10 de noviembre de 2020

Finalización del diseño y construcción del prototipo y publicación de resultados y desarrollos en GITHUB bajo licencia Creative Commons Attribution Share Alike 4.0 International.

https://github.com/rcc20-uc3m/respirador_UCI_ALUMNI_UC3M

Repercusión en medios

La campaña de prensa para medios generalistas y científicos ha tenido un impacto importante. El proyecto y la campaña de captación de fondos han despertado un interés que supondrá una ayuda para seguir avanzando.

Próximos pasos

Antes de que termine 2020 se enviará toda la documentación necesaria para la homologación del producto, incluyendo manual de usuario, protocolo de alarmas y calibración.

  • El proceso de homologación permite el uso del equipo en situaciones como la de esta pandemia, y, en el caso de estos respiradores, lo realiza el Laboratorio Central Oficial de Electrotecnia, que es el servicio técnico designado y reconocido por el Ministerio de Industria, Comercio y Turismo.

En paralelo se trabaja en el proceso de certificación, que supone una complejidad mayor que requiere de una colaboración especializada. Este proceso es un paso imprescindible que tuvo durante un breve espacio de tiempo unos requisitos más accesibles: en estos momentos los trámites van a precisar más tiempo.

El equipo investigador está cerrando una colaboración con una empresa del Parque Científico UC3M que ha realizado el proceso de certificación en muchas ocasiones y que además puede aportar su electrónica, que ya ha sido comprobada en otros equipamientos, para facilitar la certificación.

  • La certificación es el proceso de control que debe pasar el respirador para ser un producto médico, un equipo que pueda venderse en el mercado. Lo realiza la Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios. El tiempo estimado para llegar hasta una certificación positiva del prototipo de respirador UCI va a estar entre los 6 y los 9 meses.

Por último, se han establecido contactos con diversas empresas del sector de equipamiento sanitario. La prioridad ahora es contactar con empresas grandes, las únicas que por el momento pueden asumir las exigencias que un equipamiento médico de este tipo conlleva, como el suministro y el mantenimiento rápidos o la formación de usuarios.

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