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Mechanical Ventilator Milano, spin-off de la búsqueda de materia oscura con argón, en la que participa el CIEMAT

Mechanical Ventilator Milano, spin-off de la búsqueda de materia oscura con argón, en la que participa el CIEMAT 

17/06/2020

Partículas elementales y astropartículas

La búsqueda directa de materia oscura con argón ha permitido el desarrollo de un respirador, el MVM (Mechanical Ventilator Milano). Personal investigador del Departamento de Investigación Básica del CIEMAT ha participado en la colaboración internacional que ha permitido el desarrollo de este respirador y para exponer cómo se desarrolló, el pasado 11 de junio, un seminario Web (o webminario) permitió dar a conocer ampliamente su trabajo. El ponente fue el doctor Vicente Pesudo, del CIEMAT.

El Mechanical Ventilator Milano es un respirador desarrollado por la Global Argon Dark Matter Collaboration (experimentos DarkSide-20k y DEAP-3600) con el fin de dar respuesta a la gran demanda de estos dispositivos que se ha experimentado en estos tiempos de pandemia global. El objetivo del proyecto es la fabricación de respiradores de bajo coste, pero con una respuesta que se equipara a losdispositivos comerciales más que a los respiradores de balones mecanizados aparecidos en muchas otras iniciativas también altruistas.

La iniciativa nace en el seno de la GADMC (Global Argon Dark Matter Collaboration) impulsada por el profesor Cristiano Galbiati (Universidad de Princenton/GSSI), y surge en los primeros días de la aparición de la COVID-19 en Italia, pero rápidamente se involucra también el profesor Art McDonald, premio Nobel de Física 2015.  Posteriormente la iniciativa se expande a nivel geográfico y de conocimiento, involucrándose personal investigador de distintas áreas: Física, Ingeniería, personal técnico, Medicina, y también el sector empresarial.  El confinamiento no ha supuesto la paralización de la actividad investigadora, además de las labores de investigación habituales se ha hecho un esfuerzo extra para poder desarrollar el ventilador MVM.

El respirador utiliza dos válvulas electromecánicas gobernadas por un microcontrolador y aprovecha la sobrepresión de las líneas de aire médico y oxígeno de los hospitales para inflar los pulmones del paciente, siendo capaz de dar una respuesta controlada en un amplio rango de presiones y de condiciones del paciente. El dispositivo incluye una interfaz táctil y conectividad externa para controlar y monitorizar los parámetros del paciente en local y en remoto.

El dispositivo se puede construir en gran cantidad en pocos días, así que es ideal para hacer frente a nuevas crisis que pudieran surgir en el futuro cercano. Es importante destacar que el MVM es un concepto de respirador con cierto nivel de desarrollo técnico publicado en abierto, sin patentes y no patentable; la licencia es Open Hardware del CERN y la licencia MIT software, por lo que se puede producir en cualquier país.  El concepto fundamental es que no tiene partes móviles, que está basado en electroválvulas y es fácil de construir y de bajo coste (alrededor de mil euros por unidad en componentes y con margen de mejora), teniendo una respuesta en pacientes equiparable a otros respiradores comerciales.  Es importante destacar que se decidió desarrollar un equipo sofisticado técnicamente para que pueda convertirse en una solución importante para pacientes afectados por la COVID-19.  De hecho este respirador ha sido solicitado ya por gobiernos de Italia, Estados Unidos y Canadá.

El CIEMAT ha contribuido a la validación del software, las pruebas con los primeros prototipos, y ha liderado la producción del primer prototipo español en el Laboratorio subterráneo de Canfranc. Un consorcio de empresas formado ad-hoc ha manifestado su interés y capacidad para la producción del respirador en España.

La contribución española ha consistido en:  CIEMAT ha realizado los análisis de datos globales, la revisión del software, la redacción de los tests del software, los tests "hands-on" de uno de los primeros cinco prototipos con un ASL5000 (pulmón artificial + simulador de respiración); la Universidad de Zaragoza, la revisión del software, el análisis de datos; la Universidad Católica de Valencia, su colaboración proporcionó el ASL5000 y un técnico experimentado en su manejo; IISA, la revisión del software, el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC), los tests de prototipos; el ITA, la revisión de software.  Ha participado personal médico colaborador de Elliance Helicopters, personal del Servicio de Neumología de la Fundación Jiménez Díaz de Madrid y del Servicio de UCI del Hospital General San Jorge de Huesca. Como expuso el ponente, el compromiso de la colaboración internacional aquí en España es apoyar a las empresas para que el diseño se materialice en respiradores en España.

Enlace para acceder a la grabación del webminario: https://agenda.ciemat.es/event/1807/

Enlace para acceder a la presentación expuesta en el webminario: http://darkmatter.ciemat.es/conferences


Fotografía 1. Toma de datos con pulmón artificial ASL5000 de la Universidad Católica de Valencia en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc.

Fotografía 2. Imagen del respirador MVM-Spain construido en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc.

Fotografía 3. De izda  a derecha: Alfonso Ortiz (UZ), Vicente Prats (UCV), Vicente Pesudo (CIEMAT) y Alberto Bayo junto al respirador durante las pruebas en el LSC.

Fotografía 4. Vicente Pesudo y Alberto Bayo discutiendo aspectos del montaje del MVM en el LSC.

Fotografía 5. Equipo completo de pruebas del ventilador MVM en el Hospital virtual de la UCV. De izquierda a derecha: Dr. Constantino Tormo (UCV), Dr. Pablo García (CIEMAT), Dr. Roberto Santorelli (CIEMAT), D. Vicente Prats (UCV), Dr. Manuel Pons (Eliance Helicopters)). En la imagen se aprecia el maniquí conectado al simulador pulmonar ASL 5000 de la UCV (izquierda), y el primer prototipo del MVM en el centro.

Fotografía 6. El Dr. Manuel Pons (Eliance Helicopters) prueba el ventilador MVM con una mascarilla en modo de ventilación.

Fotografía 7. Ventilador MVM.  Imagen cortesía de Studio Volpi.

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