RT info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
T1 Reespirator: prueba de concepto y validación preclínica de un nuevo modelo de ventilador mecánico
A1 Marrero García, Ramsés
A2 Programa de Doctorado en Ciencias Médicas y FarmacéuticasDesarrollo y Calidad de Vida
K1 Enfermedades respiratorias
K1 Ventiladores mecánicos
AB La enfermedad ocasionada por el virus SARS-Cov-2 llamada COVID19presenta una autentica plétora de síntomas predominando los relacionados conel sistema respiratorio(1), tales como dificultad respiratoria, tos e inflamaciónpulmonar, lo cual puede evolucionar hasta la instauración de un síndrome dedistress respiratorio agudo (SDRA)(2)Este virus se caracteriza por generar un proceso inflamatorio en el tejidopulmonar y sobre el sistema vascular que lo atraviesa. Este proceso generauna liberación masiva de citoquinas y demás mediadores inflamatorios quedesembocarán en algunos casos desafortunados en un fallo agudo de lafunción ventilatoria al imposibilitarse el intercambio gaseoso por destrucción einutilización de las paredes alveolares. Esto es conocido como Sindrome deDistress Respiratorio Agudo(3).El SDRA constituye la evolución final de multitud de patologías respiratorias osistémicas, consistiendo un cuadro de fracaso pulmonar con una mortalidadestimada de en torno al 50% dependiendo la bibliografía consultada(4). Laocupación alveolar difusa que se visualiza por técnicas de imagen así como elcortejo sintomático entre los que predomina la disnea y la existencia de valoresmuy disminuidos de PaO2 y SatO2 los cuales no responden de formaapropiada a la instauración de FiO2 elevadas, precisando la utilización de cifrasde PEEP crecientes. La categorización del SDRA se realiza con los criterios deBerlín(5) y con los criterios de Kigali(6,7), basados en la relación entre la PaO2y la SatO2 con la FiO2 administrada, respectivamente.El caso de COVID19 no es diferente al SDRA convencional, si bien es ciertoque ciertos reportes de casos atestiguan el no comportamiento en estapatología como un pulmón rígido y demostrándose una buena respuesta a lascifras crecientes de PEEP(8,9). Aún así, la necesidad de utilización deventilación mecánica para el tratamiento del COVID19 puede ser obligatoria enuna casuística de casos nada despreciable(10), atestiguando la necesidad delaumento en el número de ventiladores para poder acoger y tratar a estospacientes.HIPOTESIS:- Los sistemas de respiración asistida han demostrado ser una herramientaimprescindible en el manejo del SDRA en pacientes afectos de Covid-19.- El desarrollo de nuevos modelos eficaces, seguros y disponibles es unaprioridad en la pandemia por SARS-Cov-2 así como para su utilización enfuturas crisis humanitarias.OBJETIVOS:Diseño, fabricación y validación preclínica en diferentes modelos de un nuevoprototipo de ventilador mecánico para el manejo del síndrome de distressrespiratorio (SDRA) durante la pandemia del COVID-19.METODOS:Diseño del estudio:Se trata de un estudio experimental tipo ensayo pre-clínico con modelo animal,con el cual se evaluará y determinaran las capacidades técnicas del aparatoReespirator basándose en la capacidad de este de sustentar las funcionesvitales de un modelo animal normal y afecto de SDRA inducido artificialmenteMODELO ANIMAL DE SDRA:Para la creación del modelo animal se ha seleccionado la técnica de lavadobroncoalveolar con SFF al 0.9%. Existen métodos alternativos que uno puedeencontrar en la bibliografía tales como la instilación de polisacáridos de tipobacteriano o la administración endovenosa de ácido oleico. La instilación depolisacáridos puede relacionarse de forma bastante fehaciente con un SDRApero implica la consecución de un inoculo difícilmente conseguible por losmedios de los investigadores, por otro lado la administración de ácido oleico nosolamente presenta una dificultad de consecución muy elevada sino queademás, existe bibliografía que advierte de la no similitud de este modelo conel SDRA común que afectaría a los pacientes con COVID19.El lavado broncoalveolar con SFF produce una eliminación del surfactantealveolar lo cual daña el alveolo dificultando el intercambio gaseoso por partedel mismo, emulando de una manera bastante consistente la situación deSDRA, existiendo como terapia alternativa y aparentemente eficaz laadministración nebulizada de surfactante en pacientes reales con SDRA, hechoque aumenta la consistencia del modelo en cuestión que también hademostrado no inferioridad a la hora de producir un SDRA en modelo animalcon cerdo.Incluso hay autores que han propuesto la posibilidad de aumentar el dañoalveolar y agravar el cuadro con la administración de detergentes o inclusoirritantes directos como son el ácido sulfúrico o clorhídrico diluido, aunqueparecen tener menor evidencia que lo anterior por lo cual se reservará en casode necesidad de aumentar la gravedad del cuadro ventilatorio en el animalLos datos serán recogidos de manera telemática por parte del equipo dediseñadores del aparato, recogiéndose además las impresiones del facultativocon el fin de evaluar la facilidad de uso, así como la ergonomía del propiodispositivo.MATERIALES PARA LA FABRICACION:Una gran cantidad de materiales se ha utilizado durante la fabricación de estenuevo prototipo. Numerosos sistemas, no solo neumáticos, sino que tambiénmecánicos y electrónicos, fueron necesarios para construir un prototipoplenamente funcional del dispositivo en cuestión.Un importante número de especialistas en distintos ámbitos han sidonecesarios para la fabricación de este modelo, desde ingenieros informáticosespecialistas en la fabricación de máquinas de estado hasta físicosespecializados en la creación de sistemas neumáticos consistentes quepermitan el mantenimiento en uso del sistema a largo plazo.Asimismo, una vez desarrollado un prototipo mecánicamente viable deldispositivo este deberá ser probado y testado según exigen las normas de lainvestigación biomédica, en nuestro caso nos centraremos en la investigaciónpreclínica correspondiente, con la utilización de modelos ad hoc.Se utilizará un modelo sano animal que tipificará el manejo de este dispositivofrente a la situación de normalidad. La utilización de un modelo en cerdo sanose impone para esta experimentación.También se utilizará un modelo animal sobre el cual se simulará una situaciónde síndrome de distress respiratorio agudo (SDRA). Como ya se ha explicado,modelo se realizará sobre un cerdo al que se le aplicará una técnica de lavadocon suero fisiológico para eliminar el surfactante alveolar para simular laexistencia de un SDRA.Para el manejo de esta patología en este modelo se canalizará un accesovenoso central y una línea de arteria para manejo de aminas vasoactivas encaso de necesidad y para realizar gasometrías de control para monitorizacióndel estado hidroelectrolítico y gasométrico del animal.En ambos casos se contará a su vez con un respirador convencional no solopara instaurar el SDRA en el modelo y posteriormente se realizar un trasvase alReespirator para su manejo, sino como medida de seguridad ante posibleserrores irrecuperables de funcionamiento. Así mismo se contará con un sistemaauxiliar de ventilación manual tipo mapleson tipo C necesario para elcumplimiento del protocolo de veterinario para la instauración del SDRA.También será preciso en ambas situaciones la utilización de monitorizaciónhemodinámica y ventilatoria básicas como son la medición delelectrocardiograma (ECG), la medición de la presión arterial no invasiva(PANI), la medición del EndTidal de CO2 (EtCO2) así como la saturaciónperiférica de oxigeno (SatO2). Durante la experimentación sobre modelo conSDRA se precisará además de monitorización extra tal como es la medición dela presión arterial invasiva (PAI) y se contará con la posibilidad de realizaciónde gasometrías arteriales (GSA) para monitorización fidedigna de losparámetros ventilatorios del animal.Estas pruebas también tendrán como objetivo el testeo del comportamiento dela máquina en medio-largo plazo de utilización con el objetivo de intentardiscernir cuales son los mecanos que pudieran estar involucrados en el nofuncionamiento de la máquina tras horas de uso.Tamaño muestral:Se realizará la prueba en tres modelos animales con cerdo, dos de ellos ensituación normal para el estudio del dispositivo en situaciones normales y otromodelo simulando según protocolos preestablecidos la afectación por SDRA.Este bajo número pretende minimizar en su máxima expresión laexperimentación animal, garantizando la optimización del experimento desde elpunto de vista ético.RECOGIDA DE DATOS:En la recogida de datos se incluirá los siguientes items: Edad, sexo y peso delanimal, Anestesiólogo responsable, equipo de asistencia al experimento,Tiempo de preparación del animal, tiempo de instauración de SDRA, tiempo deexperimentación, número de ciclos de simulación, Valores paramétricos delanimal por tiempo: SatO2, frecuencia cardiaca, tensión arterial sistólica, tensiónarterial diastólica, tensión arterial media, EtCO2. Valores gasométricosarteriales del animal: pH, pCO2, pO2, Bicarbonato, Exceso de bases, Lactato.Valores gasométricos venosos centrales del animal: pCO2. SatVO2. Valoresgasométricos derivados: dEtCO2.Limitaciones al estudio:El presente estudio presenta como mayor limitación el número de especímenesen tratamiento. Esta casuística limitada se basa en la crisis sanitaria queatraviesa el país al momento de redacción de este documento y elaboración deeste experimento que limita severamente el tiempo de producción científica.
YR 2021
FD 2021
LK http://riull.ull.es/xmlui/handle/915/27332
UL http://riull.ull.es/xmlui/handle/915/27332
LA es
DS Repositorio institucional de la Universidad de La Laguna
RD 19-may-2024