Arquitectos, ingenieros y médicos desarrollan la capucha de aislamiento de pacientes COVID-19

En una colaboración sin precedentes, un grupo de médicos del Hospital General de Massachusetts (MGH) y del Hospital Brigham and Women's de Boston está trabajando con unos 100 arquitectos e ingenieros de todo Estados Unidos para desarrollar una campana de aislamiento del paciente (PIH) destinada a contener el coronavirus en los entornos clínicos y ayudar a proteger a los proveedores de atención de la salud.

Dirigido por el Dr. Samuel Smith, anestesiólogo del MGH e instructor de la Facultad de Medicina de Harvard, el arquitecto Eric Höweler, co-socio de Höweler + Yoon, con sede en Boston, y la facultad de la Escuela de Diseño de Posgrado de Harvard (GSD), el desarrollo de la PIH surgió después de que los dos hospitales crearan un Centro para la Innovación de COVID, que está movilizando a expertos de todas las disciplinas para investigar vacunas contra el virus y proponer formas de fabricar equipos de protección.

Höweler, codirector del esfuerzo junto con Nathan Phipps, un diseñador industrial e investigador del Instituto Wyss de Harvard para la Ingeniería Inspirada Biológicamente, entregó varios prototipos de PIH a MGH el 13 de abril; para el viernes 17 de abril, esperan tener entre 20 y 30 listos para una "prueba de funcionamiento" en la unidad de cuidados intensivos y en otros lugares del hospital. Las campanas están llegando antes del pico anticipado de la oleada de virus en Massachusetts, que se espera que ocurra a finales de abril. Hasta el lunes, los funcionarios de salud pública del estado confirmaron 26.867 casos de COVID-19 y 844 muertes. Smith dice que actualmente hay 300 pacientes con el virus en MGH.

"El resumen del proyecto y los requisitos no son tan diferentes de cualquier proyecto arquitectónico, independientemente de la escala", dice Zach Seibold, un arquitecto de Boston y miembro del equipo que se especializa en materiales emergentes y técnicas de fabricación en Harvard. "Podemos usar las mismas herramientas de fabricación para los prototipos de la capucha que para los prototipos conceptuales en el GSD. El flujo de trabajo y el conocimiento de cómo interactuar con estas máquinas es notablemente similar."

Aprovechando las ideas de los arquitectos ubicados en Ohio, California, Nuevo México y más allá, Höweler trabajó con Seibold, Phipps, Chris Hansen (especialista en fabricación digital en el Laboratorio de Fabricación de la GSD), Saurabh Mhatre (investigador asociado en el Grupo de Procesos Materiales y Sistemas de la GSD) y otros profesores para entregar dos tipos de capuchas.

Uno está hecho de una sola hoja de película plástica cortada en una máquina CNC Zund y doblada como el origami en forma de capucha; el otro utiliza un marco rígido ajustable que se inclina sobre la cara del paciente y está equipado con plástico transparente. Ambos son ligeros, intuitivos para que los médicos los operen, capaces de adaptarse a cualquier tamaño de cama o colchón, y fácilmente desmontables si un médico tiene que acceder a un paciente en una emergencia. Aparte del marco reutilizable del prototipo en voladizo, las capuchas son de un solo uso para abordar los problemas de control de infecciones.

Ambas versiones funcionan de manera similar: cubren la cabeza y el torso del paciente mientras que los médicos insertan un tubo de respiración en la boca y las vías respiratorias y luego conectan un respirador para suministrar oxígeno, un procedimiento común para los pacientes con COVID-19, muchos de los cuales están tosiendo y luchando por respirar. La capucha tiene dos orificios para que los médicos introduzcan sus brazos y accedan al paciente, así como una abertura para el tubo de respiración. Se crea una presión negativa dentro de la capucha al succionar y alejar del médico cualquier partícula en aerosol que pueda contener el virus, y luego atraer oxígeno fresco. Una cortina cierra el espacio entre la capucha y el resto del cuerpo del paciente y se mete debajo de ellas.

Las capuchas se perfeccionaron en el curso de las últimas dos semanas, mientras los diseñadores de lejos intercambiaban ideas de ida y vuelta, pro bono, en un rápido canal de Slack llamado "Full Body Protection MGB". "Fue realmente un esfuerzo de base", dice Höweler. El arquitecto actuó como gestor de facto del proceso y crítico de diseño, trabajando con el fabricante local Polyfab, que está donando su tiempo y suministros. "Eventualmente saldremos de esta pandemia y esperamos que esto tenga utilidad después también", dice Seibold.

Mientras que algunos equipos de diseño han estado haciendo cajas de plástico transparente y rígido para que los médicos las usen mientras intuban a los pacientes con coronavirus, Smith y los diseñadores dicen que éstas son profundamente defectuosas; incluso ha rechazado las entregas a la MGH. Según el médico, son restrictivas para los proveedores de atención médica y pesan alrededor de 25 libras, lo que las hace peligrosamente pesadas en situaciones de emergencia. Otras versiones de "hágalo usted mismo", como las hechas con marcos de tubos de PVC y película plástica semitransparente, son torpes y no caben en todas las camas. "Si no funciona bien, tanto ergonómica como prácticamente, no va a ser útil para los médicos", dice. Smith también planea estudiar si la PIH puede ayudar a prevenir la necesidad de respiradores -que son escasos- simplemente cubriendo al paciente y proporcionando una cánula nasal de alto flujo y mucho oxígeno.

El diseño del PIH es de código abierto. "Queremos que la gente sea capaz de producir esto lo más rápido posible. No te preocupas por la propiedad intelectual en este momento", dice el Dr. Smith. Añade que el desarrollo del capó nunca se habría producido sin una verdadera colaboración entre los arquitectos y los profesionales médicos, y que el resultado es un producto que debería hacer que el entorno clínico sea más seguro para todos, y por lo tanto reducir el estrés. "Habría llevado seis meses de consulta, y entonces probablemente no habría sido correcto", dice. "Los arquitectos tienen que involucrarse más en la innovación de la atención sanitaria y mis colegas tienen que entender que el diseño importa"