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Científicos mexicanos reciclan ventiladores mecánicos y ayudan a salvar a pacientes COVID-19

Ante la escasez y la alta demanda de respiradores mecánicos en todo el mundo, un grupo de científicos mexicanos empezó a restaurar los ventiladores inoperativos que antes solían desechar. Bajo parámetros muy cuidadosos, esta forma de reciclaje demuestra que es posible dar una segunda vida a uno de los equipos médicos más indispensables de la pandemia.

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El estado de Baja California es considerado la capital de dispositivos médicos de América del Norte, aunque en los últimos meses ha destacado por ser una de las regiones de México más afectadas por la epidemia de COVID-19. Al 28 de julio, superaba las 2,500 defunciones, cifra que rebasó las muertes totales de decenas de países hasta esa fecha.

A pesar de ser el estado mexicano que produce el 50% de los equipos clínicos fabricados en el país, Baja California enfrenta hoy un importante desabastecimiento de insumos y dispositivos médicos a nivel local. En abril, las empresas ensambladoras se negaron a vender respiradores artificiales al gobierno estatal con el argumento de que tenían varios compromisos internacionales.

Enterados de esta paradójica situación, un grupo de 49 ingenieros del Tecnológico Nacional de México (TecNM), del campus de Morelia, se pusieron a trabajar intensamente en la rehabilitación de 120 ventiladores del Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS) que estaban inoperativos o a punto de ser dados de baja. Así, llegaron a Tijuana, capital del estado de Baja California, los primeros 14 ventiladores mecánicos rehabilitados para hacer frente a este desabasto de insumos sanitarios y poder salvar la vida de pacientes graves hospitalizados.

Esta no es la única acción solidaria que surgió por parte de los científicos mexicanos. Otro proyecto similar es “Rescata a un equipo”, de la Facultad de Ingeniería y el Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología, que pertenecen a la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). El grupo colabora en la reparación de 23 ventiladores. Ya han logrado recuperar tres y están en espera de refacciones para poner a disposición más equipos donde se necesite.

¿Por qué son tan importantes los ventiladores o respiradores mecánicos en la pandemia del nuevo coronavirus? Estos equipos resultan indispensables en las unidades de cuidados intensivos para pacientes que dejaron de respirar por sí mismos y necesitan ser intubados a estas máquinas. Son claves para ayudar a obtener el oxígeno que necesitan las personas debido al daño pulmonar causado por el coronavirus.

Reutilizar ante la adversidad

Debido a la alteración de la oferta y demanda de la industria de aparatos médicos en el mundo, se implementaron distintas estrategias para resolver una inminente escasez de ventiladores mecánicos. Una de las acciones del gobierno mexicano fue la compra de nuevos equipos a distintos proveedores. Sin embargo, algunas de las adquisiciones están ligadas a procesos de corrupción o a la simulación de licitaciones a vendedores que no cumplen con las entregas pactadas.

Ante esta situación, la ingeniería y la ciencia del país han desarrollado alternativas para reforzar la capacidad hospitalaria en la etapa más crítica de la emergencia sanitaria. Algunas han sido la recuperación de ventiladores mecánicos y el mantenimiento de los equipos existentes para que estén disponibles en la fase más crítica de los pacientes graves con COVID-19.

Este proceso ha ayudado a reducir el número de desechos de dispositivos médicos que pueden ocasionar un impacto en el medio ambiente. Según datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS), se calcula que de todos los residuos generados por las actividades de atención sanitaria, aproximadamente un 85% son desechos comunes, exentos de peligro.

Dentro de este grupo se encuentran los ventiladores mecánicos, cuando se les puede reciclar y darles uso si se reparan de manera adecuada y bajo ciertos criterios de uso.“Es difícil encontrar refacciones, el mercado está desabastecido en cuestión de ventilación y equipo médico. Muchas veces lo que hacemos es que si faltan piezas entre los proveedores y técnicos las conseguimos, hacemos trueque con tal de arreglar varios dispositivos”, comenta Marco Ramírez[1], técnico encargado de darle servicio a más de 300 equipos médicos en un hospital público en Veracruz.

El Centro Latinoamericano de Investigación Periodística (CLIP) menciona en su nota “México y Costa Rica: el costo de fabricar respiradores” que, por ejemplo, el ventilador modelo Puritan Bennett 980 de Medtronic consta de más de 1.500 piezas, procedentes de 100 empresas ubicadas en 14 países. Esta es una de las razones por las que puede ser tan difícil conseguir uno de estos aparatos o sus refacciones.

“No se trata de canibalizar los aparatos, sino de reutilizar. En este caso tomamos las refacciones que no se pueden conseguir o son demasiado caras y de dos equipos hacer uno”, menciona Jesús Manuel Dorador González, investigador del Centro de Ingeniería Avanzada y coordinador de la iniciativa de la UNAM para recuperar ventiladores fuera de operación.

Estas actividades, a diferencia de la economía lineal basada en “tomar, hacer, desechar”, introducen una nueva mentalidad circular, una forma de operar que permite que los recursos mantengan su valor por el mayor tiempo posible incorporando su retorno y nuevo uso.

Una evaluación de los datos sobre la tasa de generación de residuos en el mundo señala que en los centros médicos se producen alrededor de 0,5 kg de desechos por cama cada día. Por ejemplo, en Bogotá, Colombia, entre los años 2012 y 2015 se generaron 2 727 947 toneladas de residuos hospitalarios.

Ciclo de vida de un dispositivo médico.
Ciclo de vida de un dispositivo médico. Diagrama de la presentación “Regulación de dispositivos médicos”, Ing. biomédica, Ximena Ruíz.

La reutilización de materiales y equipos es una práctica aceptada que incluye la limpieza, descontaminación, reacondicionamiento, desinfección y esterilización de los equipos. Se calcula que el 41% de los hospitales en Canadá reutiliza ciertos tipos de dispositivos médicos no desechables.

“Por lo general, los equipos no se quedan obsoletos, varios modelos tal vez ya no los fabrican, pero han sido caballitos de batalla y sus refacciones todavía se pueden conseguir. La parte complicada es obtener el presupuesto para adquirirlas. En el hospital tengo ventiladores con más de 10 años y funcionan”, comenta Ramírez.

Según el documento “reúso de dispositivos médicos de uso único” publicado en el sitio de la Sociedad Española de Farmacia Hospitalaria, una de las principales causas de controversia de la reutilización de dispositivos médicos “es la falta de datos con validez estadística de efectos adversos (como infecciones o efectos tóxicos) y de pérdida de funcionalidad asociadas a la reutilización”.

Los ventiladores mecánicos son una máquina compleja que deben de cumplir con los requisitos técnicos, regulaciones y pruebas de seguridad necesarias para no poner en riesgo la integridad de las personas. Antes de que los equipos rehabilitados fueran entregados al IMSS, explica José Manuel Dorador González, pasaron por un proceso de calibración y pruebas con un pulmón artificial, “este tipo de instrumentos no son un juguete ni una herramienta de automodificación”.

Durante el proceso se implementaron estrictos protocolos de seguridad y limpieza profunda a los equipos. Dorador, quien también trabaja en la investigación de prótesis mecatrónicas inteligentes, comenta que se siguieron los manuales de mantenimiento de los ventiladores para llevar a cabo la inspección visual y revisión de conexiones de los componentes de cada equipo.

Luego de las pruebas técnicas y de calibración sólo tres de los 21 ventiladores pudieron ponerse en condiciones operativas. La convocatoria para la donación de aparatos no operables sigue abierta, y a la espera de más equipos para poder reparar.

La construcción de refacciones y sus limitaciones

Un artículo publicado en el Foro Económico Mundial sugiere que la única manera de salir adelante ante la escasez global de dispositivos médicos es fortalecer a los fabricantes más establecidos para que produzcan en masa más unidades.

El problema es que, al haber tanta demanda, las políticas comerciales proteccionistas provoca que México y otros países de América Latina estén en los últimos lugares de la fila por adquirir un ventilador, en un momento en el que el tiempo es clave para salvar vidas.

Entrega TecNM primeros 14 respiradores pulmonares al IMSS - Fotografía Secretaría de Educación Pública
Entrega TecNM primeros 14 respiradores pulmonares al IMSS. Foto: Secretaría de Educación Pública

“Queremos dejar de ser maquiladores a ser fabricantes, fortalecer nuestra industria, pero con el conocimiento de los estándares requeridos para lograr la salud de los pacientes”, explica Lorena Garza de Allende, presidenta del Colegio de Biomédicos de México (CIB). Antes de la pandemia, según Research and Markets, el mercado internacional de equipos médicos reacondicionados se valoró en US $6.3 mil millones en 2017.

Una propuesta de solución es la fabricación de componentes como alternativa a la reposición de nuevos dispositivos. Al respecto, Dorador González considera que esta opción puede traer consigo diversos retos: “no es tan simple como elaborar un componente en un torno, una fresadora o una impresora 3D, sino que estamos hablando de elementos electrónicos o que tienen alguna sustancia activa. Las piezas son complejas y toman mucho tiempo en su desarrollo”.

Los principales problemas técnicos que pueden llegar a presentar los aparatos soporte de vida se relacionan “a los sensores de flujo, hablando de errores por pieza” pero son específicos para cada equipo, comenta Leobardo Ramos Nando, ingeniero biomédico y miembro de la iniciativa del ventilador emergente Alvi

“La idea del ventilador nació porque yo me di cuenta de que Drager (uno de los principales fabricantes de respiradores mecánicos) ya no estaba surtiendo. Supe sobre lo que ocurría en Italia y pensé: ¿qué le va a pasar a México? Para empezar, los ventiladores que tenemos se encuentran en estado crítico o generalmente ya están ocupados”.

Fue así que él junto con su familia, ingenieros en mecatrónica y artesanos, lograron construir sus propios sensores de flujo y el blender para su prototipo, una pieza clave del ventilador al ser la encargada de mezclar el aire y el oxígeno que recibe el paciente conectado al ventilador.

“Hemos visto otros ventiladores pero incluyen un blender que las empresas comercializan, que son muy buenos, pero el inconveniente que tienen (es que debe) importarse”, dice Leobardo.

Una posibilidad para construir refacciones de otros dispositivos soporte de vida son las válvulas, comenta Ramos Nando, quien desde 2012 se ha dedicado a la reparación y mantenimiento preventivo de ventiladores, “esas tal vez si pudieran adaptarse, pero hay que buscar tamaños y especificaciones”, explica.

Para Dorador González la construcción de refacciones tiene otros obstáculos: por ejemplo, lograr la compatibilidad de las piezas que se estarían diseñando para un equipo comercial que utilizó ciertos parámetros y especificaciones. “No digo que no se pueda, pero es complejo”, señala.

Si desde el punto de vista académico e industrial, el construir refacciones hechas en México es poco viable por el momento, para los que trabajan en hospitales públicos esta posibilidad es aún más lejana. “Aquí sí es algo complicado porque es raro ver a un ingeniero biomédico en las instituciones de salud públicas. Los hospitales cuentan con un departamento de enseñanza, pero no con algún área de diseño o planeación”, advierte el técnico.

“Yo tengo una impresora 3D y ahí estoy construyendo algunas cositas, pero de equipo de protección personal, no de ventiladores”, menciona Ramírez.

Valorar lo que ya tenemos

Antes de pensar en la reparación de aparatos es importante dar un paso atrás y revisar los sistemas de altas y bajas de los equipos para saber qué dispositivos tienen los centros médicos y en qué estado se encuentran.

Además, las políticas de adquisición de nuevos dispositivos deben favorecer los productos que sean reutilizables o reciclables, que no sean tóxicos y que tengan un menor impacto ambiental cuando se eliminen.

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“Muchos hospitales no cuentan con una gestión de tecnología adecuada, si tú no sabes que tienes en tu inventario difícilmente conocerás que vas a solicitar en tu presupuesto o no tendrás planeadas las refacciones correctas ni los contratos de mantenimiento”, declaró Lorena Garza de Allende en el seminario web Gestión del Equipo Médico durante COVID 19.

El tener un inventario actualizado puede ayudar a detectar qué equipos descontinuados se reparen, o se puedan utilizar alguna de sus piezas para darles una segunda oportunidad a otros aparatos de la misma marca o modelo que se encuentren en ese u otro hospital.

“No hay una norma de desecho específico de dispositivos médicos, cuando se termina su vida útil hay un cementerio en el hospital de equipo médico y realmente debería de haber un plan de baja de los equipos, ahí podríamos empezar a trabajar”, comenta Garza de Allende, quien recién ha sido nombrada la subdirectora ejecutiva de servicios de salud y dispositivos médicos, en la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS).

Marco Ramírez coincide: “Exactamente no hay una regla, a veces los equipos dejan de funcionar y pues tenemos que meterlo a una licitación o pedir el mantenimiento”.

“Si los dispositivos ya tienen mucho tiempo o el mantenimiento no es viable porque es muy costoso, se empieza el trámite para descontinuar el equipo, pero aquí es donde tenemos un problema, porque no hay quien determine una baja como tal, o que nos dé un dictamen porque la Secretaría de Salud Pública de Veracruz en este municipio no cuenta con un ingeniero biomédico que se dedique a hacer esa función”, menciona Ramírez.

Según datos de la OMS, en 2017, México contaba con 0.24 ingenieros biomédicos por cada 10.000 habitantes. Esta cifra se encuentra debajo de la de Chile, que tiene 0.36, Colombia con 0.41 o China con 4.79.

Entre las consecuencias de que las instituciones gubernamentales no cuenten con un ingeniero biomédico dentro de sus plantillas de trabajo es que si un dispositivo falla, es posible que sólo sea un problema menor o en todo caso reparable. “Varios equipos que se dan de baja se pueden rescatar, de hecho, nosotros rescatamos un par que ya estaba en la baja pero no hay un proceso claro al respecto” dice Ramírez.

Capacitación al personal para disminuir fallas

La capacitación que recibe el personal clínico que va a operar o está involucrado con los ventiladores es clave para aprovechar al máximo la vida útil de los equipos y la identificación de problemas con un aparato.

“Siempre que se entrega un dispositivo, el fabricante organiza una capacitación y se invita a la mayor cantidad de personas involucradas posible, a veces los médicos por cuestiones de horarios o hasta por ego no asisten”, explica Ramírez.

En los errores del personal médico, subyacen al menos la mitad de todas las lesiones y muertes relacionadas con dispositivos médicos, comentó Verónica Hernández Santamaría, gerente de Cumplimiento Regulatorio para América del Norte de una empresa internacional de tecnología médica, en el seminario web Ciclo de vida de los dispositivos médicos

“Las capacitaciones son uno de los temas más importantes. Muchos de los incidentes pueden ser no graves pero tienden a serlo por la falta de capacitación en el uso de algún aparato”, dice Lorena de la Garza. Con el objetivo de que el aparato vuelva a estar en servicio en el menor tiempo posible, es necesario que el personal clínico siga un procedimiento de resolución de problemas eficiente, en el que un especialista verifique la falla.

“Si tú le das mantenimiento preventivo a los dispositivos y a tu personal lo estás capacitando extiendes la vida útil del dispositivo”, concuerda Ramírez. “Yo llevo un año como responsable de equipo y hemos mantenido muchos dispositivos en buen estado, lo que me ha facilitado el trabajo en este periodo de crisis”,

Durante la emergencia provocada por el virus SARS-CoV-2 se contrataron a médicos generales para atender a los pacientes enfermos de COVID-19. Sin embargo, muchos de ellos no tenían una capacitación previa en la operación y manejo de los ventiladores.

“Se requirieron una gran cantidad de doctores nuevos para el hospital, la verdad es que batallé un poco más con el personal de recién ingreso durante las pláticas informativas porque yo no soy ingeniero biomédico y me cuesta más trabajo explicarlo. Es ahí donde ellos no me pueden captar de la misma manera que un especialista” cuenta Ramírez.

La estrategia llevada a cabo en el hospital en donde él trabaja fue complementar la capacitación que da el técnico acompañado de un médico intensivista.

“Al tener el personal más experimentado entró menos veces al área de COVID porque ya son menos fallas, la mayoría al principio eran porque no sabían cómo operar el equipo y detalles muy básicos la verdad, pero que se fueron corrigiendo”, explica.

Las segundas partes sí pueden ser buenas

“Hay mucha colaboración, antes la gente era celosa de su información o de lo que sabía, pero estos últimos meses alguien pregunta algo y rápido lo asesoran sin fines de lucro ni nada, los integrantes del grupo le dan consejos y tratan de sacar las dudas de equipos”, comenta Marco Ramírez,

Él ha visto en los grupos de Facebook una plataforma para que técnicos de diferentes partes de México y Centroamérica compartan sus experiencias sobre el uso y mantenimiento de ventiladores.

Sin embargo, en el hospital en el que trabaja tienen 40 ventiladores, de los cuales 30 están funcionando para el área de covid-19, los otros diez presentan fallas ¿qué pasaría si esos ventiladores pudieran ser reparados y entregados a otros hospitales?

Esta pandemia se le ha considerado como el mayor reto de salud pública de una generación, no hay soluciones únicas para hacerle frente, pero tal vez parte de la respuesta a la escasez de ventiladores se encuentre arrumbada en un almacén y por la falta de un registro adecuado no nos damos cuenta.

*Con el apoyo de Evelyn Ayala.

[1] Nombre ficticio por motivos de seguridad.

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