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Barriles de cerveza e incubadoras: así nació la tecnología que nos ayuda a respirar

El Confidencial El Confidencial 13/10/2016
El Pulmovista en acción © Proporcionado por El Confidencial El Pulmovista en acción

Como tantas otras cosas, todo empezó con una cerveza. Con un barril de cerveza, más bien. En 1889, un relojero y un mecánico alemanes, padre e hijo, trataban de resolver el problema de extraer de forma controlada el gas de un barril llenado con dióxido de carbono a presión. Utilizando los equipos de la época el flujo era irregular, tanto de gas como de cerveza y el sistema se averiaba a menudo. Además, los equipos eran complejos y pesados. Tenía que haber una forma mejor.

Johann Heinrich Dräger, con ayuda de su hijo Bernhard, desarrolló en su taller de Lübeck, en Alemania, la que llamó la válvula Lubeca, un sistema para gestionar la extracción de gas de forma controlada y uniforme. Satisfechos con su trabajo, los Dräger no quisieron vender su patente. Prefirieron quedársela y fabricar ellos la válvula, dando comienzo así a una saga familiar dedicada a la gestión del aire y los gases en distintos entornos. 

Lo que surgió como un invento para mejorar el negocio cervecero, pronto demostró tener otros usos. ¿Regular la emisión de gases de forma uniforme y sostenida? Parecía una función que, entre otros como el buceo o la minería, la medicina podía aprovechar, especialmente en un momento en que la anestesia ya se utilizaba para procesos quirúrgicos, pero no de forma muy segura. No era raro que los pacientes falleciesen durante una operación a causa de un suministro descontrolado de agentes anestésicos o falta de oxígeno.

En 1902 la empresa de Dräger desarrolló, en colaboración con el doctor Otto Roth, un inyector que permitía dosificar con precisión las cantidades exactas de cloroformo y eter a través de una corriente de oxígeno. Joaquín Cortés Laiño describe su funcionamiento en su 'Historia de la anestesia en España': "El oxígeno estaba contenido en un cilindro de acero provisto de un manómetro y una válvula de escape, que permitían una graduación exacta de la cantidad de gas empleado. Este gas salía del tubo metálico y pasaba por un recipiente de cristal, donde caía gota a gota el cloroformo contenido en un frasco graduado y regulado por una llave, y era aspirado por la corriente de oxígeno, transformándolo en vapores."

Roth Dräger, primer aparato de anestesia, en plena operación © Proporcionado por El Confidencial Roth Dräger, primer aparato de anestesia, en plena operación

Esos vapores iban al saco respiratorio, y de ahí a una mascarilla metálica equipada por una válvula que impedía el retroceso del aire ya respirado. Las cantidades de oxígeno y de cloroformo se podían regular de forma precisa. El Roth-Dräger, como se llamó a ese invento, se utilizó en España, pero su alto precio (2.000 pesetas de entonces) y su aparatosidad limitaron su expansión en nuestro país. 

De viaje en Londres, Dräger fue testigo de cómo un hombre era rescatado y reanimado cuando estaba a punto de ahogarse en Támesis. La imagen le acompañó de vuelta a su taller, donde comenzó a trabajar en un equipo capaz de introducir aire en los pulmones e imitar la respiración natural para ocasiones, como la que presenció, en las que el cuerpo no puede hacerlo por sí mismo. 

Pulmotor, 1907 © Proporcionado por El Confidencial Pulmotor, 1907

En 1907 patentó el Pulmotor, un invento que alternaba la presión positiva con la negativa en las vías respiratorias y que funcionaba con oxígeno a presión. Su objetivo fue sustituir el movimiento regular de los pulmones y el diafragma por un elemento mecánico que mantuviese el ritmo periódico. Gracias a su formación como relojero, lo consiguió modificando un disco de levas (un elemento mecánico que transforma el movimiento circular en movimiento rectilíneo).

Sin embargo, el equipo no dejaba de tener algunos inconvenientes. Por un lado, que el paciente reinhalaba gran parte del aire ya respirado, y por otro, el ritmo era siempre igual y no se podía adaptar al paciente. Para solucionar el primer problema, Dräger hijo sustituyó el único tubo que conectaba al paciente con el ventilador por un sistema de doble tubo, uno para inhalar y otro para exhalar, que se regulaban con una válvula, reduciéndose así la contaminación por dióxido de carbono en el aire que el paciente aspiraba. 

Demostración de una reanimación con Pulmotor © Proporcionado por El Confidencial Demostración de una reanimación con Pulmotor

Para el segundo, hizo falta algo más de desarrollo. El problema era que al no poder adaptar el ritmo y la intensidad del motor a las necesidades del paciente, se podía terminar dañando sus pulmones. Para evitarlo, se creó una estructura de control capaz de alternar automáticamente entre inhalación y exhalación según la presión en las vías respiratorias. 

Primer aparato de anestesia de circuito cerrado © Proporcionado por El Confidencial Primer aparato de anestesia de circuito cerrado

En 1926, los equipos respiratorios anestésicos reciben un nuevo impulso al crearse la anestesia de circuito cerrado, que mejoraban los anteriores sistemas al proponer el 'reciclado' del aire respirado. Hasta este momento, el aire que el paciente respiraba se 'enriquecía' con oxígeno antes de ser inhalado y al ser exhalado se perdía. Con el circuito cerrado, lo que el paciente exhala se redirige a un depósito con cal sodada, que retiene el dióxido de carbono, y se reaprovecha el oxígeno. Es más eficiente en cuanto al consumo de oxígeno y evita verter el CO2 al ambiente. 

Tras la Segunda Guerra Mundial, son los equipos de respiración asistida los que reciben un impulso. A partir de maquinaria bélica y para luchar con una epidemia de polio se construyen pulmones de acero, grandes cápsulas en las que se introduce el cuerpo de los pacientes, dejando fuera la cabeza, y en los que variando la presión se le hace hinchar y deshinchar el pecho cuando ha perdido total o parcialmente el control de los músculos del pecho.

En 1951, Dräger pone su atención en los niños y bebés, cuyas necesidades respiratorias son muchas veces críticas, pero muy diferentes de las de los adultos. Ese año patenta su primera incubadora.

Incubadora de 1951 © Proporcionado por El Confidencial Incubadora de 1951

Estas máquinas tenían, y siguen teniendo hoy, el objetivo de tratar a pacientes que no están en muchos casos enfermos, sino que no han terminado de formarse. Por eso tratan de crear unas condiciones lo más parecidas posibles a las del útero materno en cuanto a temperatura, humedad y tranquilidad, evitando a la vez que se formen focos de infección que arriesguen la vida del neonato.

Lo siguiente fue incluir un sistema de aporte y regulación de oxígeno, para aquellos casos en los que el bebé tiene problemas respiratorios o el sistema respiratorio aún por terminar de formar. A día de hoy, las incubadoras son evoluciones de esas primeras y en apariencia primitivas cajas, en las que todos los sistemas mencionados se regulan con precisión de forma automática, evitando que un posible fallo humano afecte a la vida del bebé. 

El Pulmovista en acción © Proporcionado por El Confidencial El Pulmovista en acción

Lo mismo ocurre con los sistemas de respiración asistida, tanto los portátiles que llevan consigo los equipos de emergencias como los que pueblan los hospitales, en los que una serie de indicadores y pantallas dan al médico toda la información referente a la respiración de su paciente: ritmo, intensidad, niveles de oxígeno... En 2012 se patentó el Pulmovista, un equipo de imagen que permite comprobar cómo se distribuye el aire en nuestros pulmones con cada inhalación.

También han evolucionado los sistemas de anestesia que, igual que con los de suministro de otros gases, se comenzaron a incorporar al propio edificio del hospital. Igual que si fuesen el agua o la luz, los gases comenzaron a circular desde un cuarto de distribución hasta los quirófanos o salas donde se empleaban, sin mover bombonas de un sitio a otro y simplificando los puntos de administración al paciente. Esto significa una gestión más eficaz de los centros hospitalarios y a la vez un entorno más amable tanto a pacientes como a profesionales, que se mueven en ambientes con menos cables.

El pulmotor, inventado en 1907, fue el primer ventilador para ayudar a la respiración © Externa El pulmotor, inventado en 1907, fue el primer ventilador para ayudar a la respiración
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