Respirador TEAL alternativo N95 con sensores y tecnología de ajuste flexible. Crédito: Imagen cortesía de Giancarlo Traverso
Investigadores del Hospital Brigham and Women’s y del Instituto de Tecnología de Massachusetts han estado trabajando para diseñar un respirador reutilizable mejor que podría servir como alternativa a un respirador N95. En la última versión de su trabajo, han introducido sensores para informar al usuario si el respirador está encendido correctamente y si los filtros se están saturando. El equipo probó el respirador, conocido como respirador transparente, elastomérico, adaptable y de larga duración (TEAL), en el Brigham y en el Hospital General de Massachusetts (MGH), y reportó una tasa de éxito del 100 por ciento para las pruebas de ajuste entre 40 participantes, con retroalimentación que demuestra un ajuste, transpirabilidad e intercambio de filtros excepcionales. Los resultados se publican en Farmacología y ciencia traslacional ACS.
«Durante el COVID-19 pandemia, la necesidad de respiradores y mascarillas ha sido urgente. Nuestro equipo ha trabajado para desarrollar una plataforma de respirador que no solo se ajuste cómodamente y cómodamente, sino que también se puede esterilizar y volver a esterilizar ”, dijo el autor correspondiente Giovanni Traverso, MB, BChir, PhD, gastroenterólogo e ingeniero biomédico de la División de Gastroenterología de Brigham y profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica en MIT. «En este estudio, analizamos hasta 100 ciclos de reesterilización y descubrimos que el respirador TEAL que hemos diseñado puede soportar eso».
El equipo evaluó 7 métodos diferentes para esterilizar repetidamente el respirador TEAL, incluidos 100 ciclos de esterilización en autoclave, 100 ciclos de microondas, exposición prolongada al tratamiento UV, altas temperaturas (200 ° C), alcohol isopropílico al 100 por ciento y lejía. Los investigadores encontraron un cambio mínimo en la elasticidad del respirador después de una esterilización repetida.
El respirador TEAL está compuesto por una carcasa transparente y elástica que se puede esterilizar y filtros que el usuario puede reemplazar. El equipo descubrió que todos los participantes podían reemplazar con éxito sus filtros y la mayoría de los participantes (90 por ciento) informaron un ajuste excelente o bueno para el respirador.
«TEAL es el primer respirador elastomérico diseñado para su uso en un entorno quirúrgico, que preserva el campo estéril y proporciona al usuario una solución de equipo de protección personal cómoda y reutilizable», dijo el coautor Adam Wentworth, MS, ingeniero de investigación sénior de Brigham’s Division de Gastroenterología y el laboratorio Traverso.
Los sensores del respirador pueden ayudar a detectar la frecuencia respiratoria, la temperatura de exhalación y las presiones de exhalación e inhalación. El equipo también agregó un recubrimiento termocrómico al respirador, un recubrimiento que cambia de color de negro a rosa cuando el respirador está en contacto directo con la cara de una persona y, por lo tanto, tiene un ajuste perfecto.
Los investigadores evaluaron el rendimiento del respirador en un entorno clínico, inscribiendo a 47 sujetos de Brigham y MGH (40 de los sujetos se sometieron a pruebas de ajuste). Se pidió a los participantes que calificaran el respirador por su ajuste, transpirabilidad y facilidad de cambio de filtro, y también se les preguntó si preferían el respirador TEAL a otras opciones. De los encuestados, el 60 por ciento prefirió el respirador TEAL en comparación con el 5 por ciento que prefirió los respiradores estándar suministrados por el hospital. El 35 por ciento restante no tenía preferencia.
“Estábamos emocionados de recibir los comentarios de los participantes del ensayo de que les encantaría seguir usando y probando el respirador, dada su comodidad, transparencia y facilidad de uso”, dijo el coautor James Byrne, MD, PhD, residente en el Departamento de Oncología Radioterápica del Brigham y becario postdoctoral en el laboratorio Traverso.
Byrne señala que, además de sus otras características, la transparencia del respirador TEAL puede ofrecer algunas ventajas sobre los respiradores más tradicionales.
“Uno de los grandes beneficios del respirador TEAL es que permite la visualización de los labios”, dijo. «Esto puede ser de gran ayuda en la comunicación y la expresión, especialmente durante este tiempo en que la comunicación a través de respiradores N95 y mascarillas quirúrgicas dificulta la comprensión mutua».
El tamaño de la muestra del estudio fue pequeño y los investigadores reconocen la importancia de una evaluación adicional en una cohorte más grande de personas y durante un período de tiempo más largo para probar más la funcionalidad del respirador. Para usar el respirador en un entorno de atención médica, se necesitarán pruebas adicionales de acuerdo con los criterios del Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
Wentworth, Byrne, Traverso y sus coautores han presentado múltiples patentes sobre el respirador y los sensores. Además, Wentworth, Byrne y Traverso tienen un interés financiero en TEAL Bio, una empresa de biotecnología centrada en el desarrollo de la próxima generación de equipos de protección personal. Un coautor está en la junta directiva de Analog Devices.
La financiación para este trabajo fue proporcionada por la Prostate Cancer Foundation (Prostate Cancer Foundation Young Investigator Award), el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT, Brigham and Women’s Hospital, Karl van Tassel Career Development Professorship, los Institutos Nacionales de Salud (NIHK23DA044874, R44DA051106 , 456 5T32DK007191-45), becas de investigación iniciadas por investigadores de la corporación e-ink, Gilead Sciences, Philips Biosensing y Hans and Mavis Lopater Psychosocial Foundation.
Referencia: “Evaluación prospectiva del respirador transparente, elastomérico, adaptable y de larga duración (TEAL)” por Wentworth, A et al. , 10 de noviembre de 2020, Farmacología y ciencia traslacional ACS.
DOI: 10.1021 / acsptsci.0c00157