El dispositivo de los estudiantes de ingeniería podría hacer que la intubación sea más segura para los bebés pequeños

TinyTrach, un equipo interdisciplinario de estudiantes de ingeniería de la Universidad Rice, ha creado un innovador tubo endotraqueal (ETT) pediátrico integrado con una cámara y un sistema de anclaje que podría hacer que los procedimientos de intubación sean más seguros para bebés de 1 mes en adelante al garantizar una colocación precisa, un anclaje estable y visibilidad. acceso por hasta 14 días.

El desafío fue presentado al equipo por el Dr. Parag Jain, profesor asociado de cuidados críticos pediátricos en el Texas Children's Hospital y el Baylor College of Medicine, quien se desempeñó como asesor clínico de TinyTrach y uno de sus mentores.

«La intubación es un procedimiento crítico para los niños sometidos a cirugía y para los pacientes críticamente enfermos, ya que proporciona apoyo respiratorio vital mientras están bajo sedación», dijo Jain. «Sin embargo, las soluciones existentes carecen de una intubación completa asistida por video para TET de tamaño pediátrico, lo que a menudo resulta en una morbilidad significativa y, en ocasiones, mortalidad».

El equipo de TinyTrach formado por Abi Parthasarathy, Mina Ghayour, Rian Philip, Shreya Majeti, Leighton Less, Jack Pearce y Sambhu Balakrishnan ha abordado esta brecha con su proyecto de diseño final. El proyecto competirá en la edición anual Exhibición y competencia de diseño de ingeniería de Harrell y Carolyn Huff el 11 de abril.

«El estándar actual de atención para asegurar un TET es la cinta, pero el problema con la cinta es que las secreciones líquidas de la nariz y la boca pueden hacer que la cinta se afloje, por lo que el tubo podría desprenderse», dijo Majeti, quien añadió que acudió a Rice sabía que quería ser médica y se sintió atraída por la oportunidad de estar cerca del Centro Médico de Texas.

El equipo realizó múltiples iteraciones del prototipo para llegar al diseño actual. Los miembros del equipo se decidieron por una pieza en forma de bisel para el mecanismo de anclaje, ajustando su diseño para asegurarse de que no se aplicara demasiada presión en la cara del bebé, que la correa que sujetaba el tubo tuviera el grosor adecuado y que los materiales con los que se utilizaban utilizados fueron biocompatibles y flexibles para prevenir la irritación de la piel.

«El dispositivo que hemos ideado lo mantiene todo en su lugar de forma segura», afirmó Majeti. «Acabamos de ir al Texas Children's e hicimos que Jain lo probara. Estábamos en un laboratorio de simulación que tiene este maniquí muy caro que es básicamente tan realista como se puede conseguir con un modelo falso con el bebé. Probamos nuestro dispositivo colocándolo en «El maniquí y, a pesar de sacudirlo vigorosamente, el tubo no se movió en absoluto. Así que creo que el hecho de que tengamos mejor sujeción, mejor visualización y que esté en un paquete globalmente cohesivo que estamos produciendo hace que este sea un buen proyecto».

El Dr. Chester Koh, profesor del Texas Children's Hospital, la Facultad de Medicina de Baylor y Rice y director ejecutivo del Consorcio Nacional de Innovación de Dispositivos Pediátricos del Suroeste, señaló: «Estos novedosos proyectos de dispositivos pediátricos en Rice abordan las necesidades no satisfechas que nuestros especialistas pediátricos han identificado en «El hospital y brindamos la oportunidad de asociarnos con estos equipos de ingeniería para mejorar la atención de nuestros pacientes más pequeños y a menudo frágiles. Nuestro consorcio tiene el honor de patrocinar estos proyectos cada año».

Ghayour, otra estudiante de último año del equipo que planea realizar estudios de medicina después de graduarse, primero comenzó a trabajar en el ensamblaje y prueba del sistema de anclaje, luego su función pasó a las pruebas ambientales.

«Sumergiría nuestro mecanismo de anclaje y el tubo integrado en un entorno de tráquea simulado y vería cómo resiste», dijo Ghayour. «Esto incluyó pruebas de fuerza para caracterizar la durabilidad del anclaje y crear un entorno mucoso utilizando el rango de temperatura correcto».

Para la parte ETT del dispositivo, los estudiantes tuvieron que asegurarse de que el tubo principal tuviera suficiente espacio para acomodar el flujo de aire y al mismo tiempo poder incorporar una luz, una cámara y un cable de descarga para eliminar las secreciones de la lente de la cámara.

«Creo que nuestro mayor desafío y éxito fue lograr que todos los componentes fueran lo suficientemente pequeños como para caber dentro de nuestro tubo integrado», dijo Parthasarathy. «Un tubo normal requiere reposicionarse si está mal colocado, lo que puede ser complicado si el paciente tiene vías respiratorias difíciles».

Actualmente, la única forma de asegurarse de que el tubo de respiración esté colocado correctamente en un bebé intubado es mediante rayos X, lo que conlleva cierto riesgo y puede resultar costoso.

«Queríamos encontrar una manera de poder verificar que los tubos de respiración estuvieran en el lugar correcto en las vías respiratorias del bebé sin tener que pincharlos básicamente con rayos X y sin tener que empujarlos tanto», dijo Philip.

La visibilidad es especialmente importante para pacientes de 6 meses o menos porque su anatomía puede ser difícil de navegar.

«Ningún TET del tamaño de pacientes pediátricos permite a la persona que intuba ver el interior del cuerpo durante el procedimiento, pero nuestro dispositivo lo hace posible», dijo Pearce, quien planea obtener un doctorado en imágenes ópticas y computacionales después de graduarse. Junto con Balakrishnan, Pearce realizó revisiones y pruebas de mercado para identificar la cámara que mejor se adaptaba a las necesidades del proyecto y el LED adecuado que la acompañaba.

Para Less, el proyecto sirvió como una manera de profundizar en un área desconocida de la ingeniería y «ver lo que un ingeniero mecánico podría hacer en el mundo de los dispositivos médicos pediátricos».

«Me quedé ciego, pero aprendí mucho», dijo Less.

El equipo TinyTrach fue asesorado por Sabia Abidi, profesora asistente de enseñanza de bioingeniería de Rice, y Gary Woods, profesor de práctica en ingeniería eléctrica e informática.