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#Novedades de la industria
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La invención estudiantil da a los pacientes el aliento de vida
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El dispositivo del equipo de Rice University aprieta automáticamente las máscaras de bolsa con válvula para salvar vidas
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Natalie Dickman apretó la bolsa una y otra vez en un esfuerzo por revivir a una víctima de paro cardíaco. Después de sólo 3 minutos, no pudo apretar más.
"El paciente había estado inconsciente por 30 minutos y no había mucha esperanza, desafortunadamente", dijo el estudiante de la Universidad de Rice, que pronto se graduará de la Escuela de Ingeniería Brown, quien estaba cubriendo un turno con el Servicio Médico de Emergencia de Houston como lo requiere una clase de Rice en técnicas médicas de emergencia. "Me permitieron embolsar, pero te hacen cambiar la configuración de los servicios médicos de emergencia porque saben que no serás tan preciso una vez que llegues a esa marca de 2 a 3 minutos. Te cansas mucho"
Pensó en ello a menudo durante el último año, cuando ella y sus compañeras de equipo trabajaron en la Cocina de Diseño de Ingeniería Oshman de Rice (OEDK) para perfeccionar un dispositivo rentable que automatiza la compresión de las máscaras manuales de bolsa con válvula, que suministran aire fresco a los pulmones de los pacientes intubados.
El equipo de diseño de la final - los estudiantes de bioingeniería Dickman, Carolina De Santiago, Karen Vasquez Ruiz y Aravind Sundaramraj, el estudiante de ingeniería mecánica y matemáticas computacionales y aplicadas Tim Nonet y la estudiante de ingeniería mecánica Madison Nasteff - es conocido como "Take a Breather"
El equipo ha desarrollado un sistema que comprime las bolsas durante horas, en lugar de minutos, con ajustes para alimentar con la cantidad adecuada de aire a adultos, niños y bebés. El dispositivo parece simple - una caja con paletas que aprietan rítmicamente la bombilla una cantidad programada - pero la ingeniería detrás de ella no lo es.
Los estudiantes usaron un motor de 25 dólares y un microcontrolador de 5 dólares para alimentar y programar el dispositivo de cremallera y piñón hecho principalmente de piezas de plástico impresas en 3D en el OEDK. Esperan que el uso de materiales baratos y la creciente disponibilidad de impresoras 3D hagan que sus máquinas sean fáciles de reparar in situ.
Ellos anticipan que el dispositivo, que les costó $117 en partes para construir, será más útil en hospitales de bajos recursos o durante emergencias cuando no hay suficientes ventiladores portátiles para satisfacer la necesidad.
El Dr. Rohith Malya, profesor asistente de medicina de emergencia en el Baylor College of Medicine, trajo el problema a la OEDK después de presenciar a miembros de su familia en el Hospital Cristiano Kwai River en Tailandia, donde es director de los servicios médicos de emergencia, apretando las bolsas de intubación durante horas y horas para mantener vivos a sus seres queridos.
"No hay ventilación confiable", dijo Malya, que pasa un mes en el hospital cada año. "Una vez que intubamos a alguien, la familia tiene que embolsar al paciente. Pero la familia se cansará después de un día y dirá:'No están mejorando ahora mismo, sólo hay que tirar del tubo y ver qué pasa'" Y entonces el paciente muere."
Malya trabajó anteriormente con estudiantes de ingeniería de arroz para desarrollar una bomba reguladora de jeringa, y no dudó en aportar una nueva idea a la OEDK.
"La máscara de la bolsa es omnipresente, como la jeringa", dijo. "Nada lo ha desafiado durante 80 años. Ha resistido la prueba del tiempo, es fiable y sencillo. Y ahora estamos añadiendo una modificación al dispositivo original para que las familias no tengan que tomar esas decisiones.
"Esto ampliará el acceso a la ventilación mecánica a una parte tremenda del mundo que no tiene ventiladores típicos", dijo Malya, quien planea llevar el dispositivo de prueba de concepto a Tailandia para realizar pruebas de campo la próxima primavera.
El dispositivo es mucho más pequeño que los sofisticados ventiladores que se encuentran en los hospitales estadounidenses y las versiones portátiles que se utilizan en situaciones de emergencia. Lo más importante es que debe ser capaz de funcionar durante largos periodos de tiempo. En su prueba más reciente, el equipo utilizó el dispositivo durante más de 11 horas sin intervención humana.
Los estudiantes esperan que otro equipo de Rice construya una versión más robusta el próximo año, y esperan que eventualmente sea fabricada para su uso en entornos de emergencia y de bajos recursos. Ellos anticipan que una caja mejor sellada y filtrada será más adecuada para ambientes calientes y polvorientos, y que los futuros diseños deberían incluir controles más sofisticados.
Por sus esfuerzos este año, el equipo ganó dos premios en la Muestra anual de Diseño de Ingeniería de la escuela, el Premio Willy Revolution a la Innovación Sobresaliente y el premio al mejor diseño de ingeniería interdisciplinario. Pero la verdadera recompensa sería ver el dispositivo más desarrollado y desplegado en todo el mundo.
"Si logran que funcione plenamente en ese tipo de entorno, esto salvará vidas", dijo Nasteff.
Los estudiantes de ingeniería de la Universidad de Rice desarrollaron un compresor de máscara de bolsa con válvula para automatizar la difícil tarea de alimentar con aire fresco los pulmones de los pacientes, a menudo durante horas cada vez. De izquierda a derecha: Madison Nasteff, Carolina De Santiago, Aravind Sundaramraj, Natalie Dickman, Tim Nonet y Karen Vasquez Ruiz. (Crédito: Jeff Fitlow/Rice University)
El dispositivo de bolsa ajustable de máscara de válvula desarrollado por los estudiantes de ingeniería de la Universidad de Rice ha demostrado ser capaz de bombear aire sin ayuda durante horas y horas. (Crédito: Jeff Fitlow/Rice University)
Los estudiantes de ingeniería Natalie Dickman y Aravind Sundaramraj ajustan su dispositivo automatizado de máscara de bolsa con válvula en la cocina de diseño de ingeniería de Rice University en Oshman. (Crédito: Jeff Fitlow/Rice University)
Carolina De Santiago, estudiante de ingeniería de la Universidad de Rice, instala un maniquí para recibir aire del dispositivo automatizado de máscara de bolsa con válvula que ella y sus compañeros de equipo diseñaron y construyeron. El equipo espera que su trabajo ayude a salvar vidas donde y cuando no haya ventiladores disponibles. (Crédito: Jeff Fitlow/Rice University)
Los estudiantes de ingeniería de la Universidad de Rice Karen Vasquez Ruiz y Tim Nonet ajustan el dispositivo automatizado de máscara de bolsa de válvula que ellos y sus compañeros de equipo diseñaron como su proyecto de diseño de la piedra final. (Crédito: Jeff Fitlow/Rice University)
Madison Nasteff, estudiante de ingeniería mecánica de la Universidad de Rice, ajusta el dispositivo de máscara de bolsa de válvula diseñado para automatizar el proceso de compresión de la bombilla que proporciona aire fresco directamente a los pulmones de los pacientes. El dispositivo podría ayudar a salvar a las personas que no disponen de ventiladores. (Crédito: Jeff Fitlow/Rice University)
Ubicada en un campus boscoso de 300 acres en Houston, Rice University se encuentra constantemente entre las 20 mejores universidades del país según U.S. News & World Report. Rice tiene escuelas de Arquitectura, Negocios, Estudios Continuos, Ingeniería, Humanidades, Música, Ciencias Naturales y Ciencias Sociales muy respetadas y es la sede del Instituto Baker para Políticas Públicas. Con 3,962 estudiantes de pregrado y 3,027 estudiantes de postgrado, la proporción de estudiantes de pregrado a profesores de Rice es de menos de 6 a 1. Su sistema residencial universitario construye comunidades muy unidas y amistades para toda la vida, sólo una de las razones por las que Rice está clasificada como la número 1 en cuanto a la interacción raza/clase y la número 2 en calidad de vida por la Princeton Review. El arroz también está considerado como el mejor valor entre las universidades privadas por Kiplinger's Personal Finance.
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