Respirar: o que é preciso para construir um ventilador, quem pode fazer isso?

O que é necessário para construir um ventilador e quem pode fazer isso? Que obstáculos a Índia deve superar para alcançar tal escala massiva antes que a pandemia possa sobrecarregar o sistema de saúde?

Um sistema de respirador no University Medical Center Hamburg-Eppendorf. A demanda é alta em todo o mundo; a desaceleração das importações representa um ônus extra para os fabricantes indianos. (Foto Reuters)

Enquanto a Índia se prepara para a disseminação do novo coronavírus pela comunidade e um aumento nas internações hospitalares, o governo está tentando aumentar sua capacidade de ventiladores. Um grande número de ventiladores pode ser necessário em breve, e a Integral Coach Factory (ICF), de propriedade da Railways, tentou fazer a engenharia reversa das máquinas. As montadoras do setor privado sem experiência nessa linha também aderiram ao movimento.

O que são ventiladores e por que são importantes no surto?

Ventiladores (ou respiradores) são dispositivos mecânicos que ajudam o paciente a respirar quando ele não consegue fazer isso por conta própria. Os hospitais têm um sistema de abastecimento de gases como o oxigênio, que são usados ​​nos ventiladores.

O ventilador pega o gás comprimido (oxigênio) e o mistura com outros gases (porque normalmente o que respiramos é 21% do oxigênio da atmosfera). Ele permite que você injete artificialmente uma certa quantidade necessária de oxigênio nos pulmões do paciente e permite que eles esvaziem, disse um especialista que trabalha na unidade de terapia intensiva de um grande hospital em Mumbai. Com COVID-19, o paciente às vezes tem pneumonia intersticial. O vírus causa inflamação nas passagens de ar dentro dos pulmões, chamadas bronquíolos, causando inflamação nessa área e nos alvéolos, os minúsculos sacos para os quais o ar é liberado. Qualquer inflamação significa que o ar não pode entrar ou sair.

À medida que o espaço para a troca de ar nos pulmões diminui, o paciente tem que se esforçar mais para respirar, o que pode não ser possível indefinidamente. Um paciente não pode respirar a taxas de 40-45 (respirações) por minuto e esperar manter a vida. Neste ponto, um ventilador permite que você descanse os pulmões do paciente, fornecendo-lhes oxigênio em taxas mais altas. Eles permitem que o paciente tenha tempo para se curar por conta própria, apoiando um sistema que, de outra forma, teria falhado, disse o especialista.

A Índia tem ventiladores suficientes?

Os hospitais estaduais da Índia juntos têm 14.220 ventiladores de UTI no momento. Além disso, os hospitais governamentais (e alguns privados) dedicados ao gerenciamento de pacientes COVID-19 têm cerca de 6.000 ventiladores.

Na segunda-feira, a Índia tinha 1.251 casos confirmados da doença, apenas uma pequena fração do total global de 7,22 lakh, mas o número de infecções aumentará quase inevitavelmente mais rápido do que atualmente. De acordo com modelos matemáticos recentes feitos por cientistas, incluindo o Dr. Raman R Gangakhedkar, do Conselho Indiano de Pesquisa Médica (ICMR), cerca de metade das pessoas infectadas e em tratamento intensivo precisariam de ventilação mecânica. Usando este modelo e outros dados, o think tank Brookings India estimou que a Índia poderia, na pior das hipóteses, precisar entre 1 lakh e 2,2 lakh de ventiladores até 15 de maio.

O Dr. Rajesh Chawla, consultor sênior de medicina respiratória e cuidados intensivos no Apollo Hospital de Delhi, expressou otimismo sobre a disponibilidade. Conversando com todos os nossos intensivistas, a partir de agora não faltam ventiladores porque pouquíssimos pacientes estão necessitando deles. A maioria usa apenas oxigênio. Provavelmente também porque outros pacientes (não COVID-19) diminuíram enormemente, disse o Dr. Chawla. Em uma situação como a da Itália (que teve quase 98.000 infecções e 11.000 mortes até segunda-feira), qualquer país teria um problema. Mas a partir de agora, (a situação na Índia) parece bem.

O Apollo Group possui cerca de 1.000 ventiladores em todo o país, a maioria dos quais em uso.

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O que é necessário para construir um ventilador?

Diferentes tipos de ventiladores fornecem ar em diferentes modos. Ashok Patel, CEO da AB Industries, que fabrica os ventiladores Max, disse que os componentes variam de acordo com o tipo.

Para fazer um ventilador, é necessário ter conhecimento básico dos aspectos clínicos do ventilador e das necessidades dos médicos que o utilizam. Esses requisitos devem então ser convertidos em componentes de engenharia que possam alcançar os resultados exigidos, disse ele. Os ventiladores são uma combinação de tecnologias - não apenas software e eletrônicos, mas também pneumáticos, pois lidam com gases. Eles também devem seguir os padrões de segurança e incluir um mecanismo para minimizar o risco para o paciente no caso de mau funcionamento do dispositivo.

Um funcionário trabalha em um sistema respiratório enquanto a propagação da doença coronavírus (COVID-19) continua, em Buenos Aires, Argentina, 27 de março de 2020. (Foto da Reuters: Agustin Marcarian)

Com base no mecanismo usado para fornecer o ar (mecanismo de fornecimento de fluxo), existem três classificações principais para ventiladores, disse Patel: ventiladores de fole ou de pistão, ventiladores de turbina e ventiladores externos de ar comprimido.

Um ventilador pneumático externo acionado por ar comprimido em uma configuração de UTI seria ideal para pacientes COVID-19. Ventiladores de turbina, embora menos eficazes, são a segunda melhor opção - eles têm menos componentes e provavelmente seria mais fácil aumentá-los, disse Patel. Os pulmões de um paciente COVID-19 estão relativamente rígidos e as passagens de ar estão inchadas. O gás de baixo fluxo não ajudará. Você precisaria de maior pressão e alto fluxo, disse ele. A ideia é garantir um tratamento oportuno para garantir que as células pulmonares não sejam permanentemente danificadas.

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E o que será necessário para aumentar a capacidade do ventilador da Índia?

De acordo com fontes do setor, apenas cerca de 10% dos ventiladores em uso na Índia são fabricados no país. A pandemia afetou as cadeias de abastecimento globais, mesmo com o aumento da demanda em todos os lugares. Com a desaceleração das importações, um fardo maior agora recai sobre os fabricantes indianos, que têm capacidade limitada para aumentar a produção.

Dados de fabricantes indianos projetam sua capacidade mensal total para atingir cerca de 6.000 ventiladores em um mês a partir de agora. Empresas como a AB Industries afirmam que podem aumentar a produção mensal para cerca de 350-400 nos próximos dois meses. A Skanray Technologies, de Bengaluru, que afirma ter a intenção de fabricar 100.000 ventiladores, atualmente tem capacidade para fabricar apenas 5.000 em um lote. O resto de sua produção teria que vir por meio de colaborações.

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Há também a questão da matéria-prima. Pelo menos 40% dos componentes físicos de um ventilador são importados de países como Estados Unidos, China, França e Alemanha, de acordo com Patel da AB Industries. Isso inclui vários componentes cruciais, como sensores e visores. (Ver caixa)

O Diretor Administrativo da Skanray, Vishwaprasad Alva, disse: Em uma situação normal, o governo tem uma célula de gerenciamento de epidemias e desastres, que deve armazenar ventiladores em modo 'ao vivo', funcionando e monitorados. Nosso governo não tem feito isso, apesar de tanta comunicação e encontros com eles. Temos conversado com eles desde 2012-13. O governo anterior também não fez isso.

Os médicos recebem instruções para um sistema respirador na unidade de terapia intensiva do University Medical Center Hamburg-Eppendorf em Hamburgo, Alemanha, em 25 de março de 2020, conforme a disseminação da doença coronavírus (COVID-19) continua. (Fonte: Axel Heimken / Pool via Reuters)

Então, o que está sendo feito para resolver a situação agora?

A Bharat Electronics Ltd (BEL), uma PSU do Ministério da Defesa, está no processo de fabricação de 30.000 ventiladores. Ministério da Saúde PSU HLL Lifecare Ltd lançou um concurso para 20.000. A ICF Chennai, fabricante do Train 18, está tentando fabricar ventiladores.

No setor privado, Skanray está trabalhando com BEL e Mahindra & Mahindra para simplificar o projeto de ventiladores e poderia iniciar uma colaboração com a Tata também. Simplificar o design ajudaria a superar obstáculos como o fornecimento de componentes importados. A Maruti Suzuki India anunciou um acordo com a AgVa Healthcare, sediada em Noida, para aumentar rapidamente a produção para 10.000 por mês.

Os experimentos também estão em andamento para encontrar alternativas para componentes eletrônicos importados, como sensores e visores. Podemos acabar com a exibição. Podemos ir para uma interface de usuário totalmente simples, sem botões, que pode ser programada sem display, disse Alva da Skanray. Ele disse que a Tata e a M&M, que projetam seus produtos do zero, podem procurar determinados componentes automotivos que podem ser usados ​​para fins médicos em uma emergência como esta.

Skanray e seus colaboradores estão olhando para um cronograma de 5 a 6 semanas para liberar esses ventiladores. Com as medidas que o governo está tomando ... pode achatar a curva. Você poderia se dar tempo para estar pronto, disse ele.

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