Cómo los médicos e ingenieros se han unido para producir un protector facial de coronavirus del hospital — Rápido

Jeffrey Kysar recibió un correo electrónico urgente de NewYork-Presbyterian este jueves.

El hospital necesitaba más protectores faciales. Como presidente del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia, ¿podría encontrar una manera de acelerar el diseño y la producción de protectores faciales para los trabajadores de la salud que tratan a pacientes que podrían tener el coronavirus?

“Nos sorprendió que la necesidad aumentara a unos 50,000 por día”, dice Kysar.

Él ofreció una posibilidad. Casi al instante, los estudiantes de la escuela de ingeniería, el personal y la facultad comenzaron a llevar a cabo reuniones virtuales para intercambiar ideas y colaborar en los diseños. Pronto, los médicos del NewYork-Presbyterian y el Columbia University Irving Medical Center se unieron a las videollamadas, brindando comentarios y sugerencias inmediatas.

“Así que se puso manos a la obra”, dice Kysar. “La respuesta me dejó boquiabierto”.

Setenta y dos horas después, el NewYork-Presbyterian había aprobado un prototipo de protector facial para comenzar a realizar pruebas con sus trabajadores de la salud. Mientras tanto, la facultad de ingeniería comenzó a producir 1,000 protectores por día en su nuevo Makerspace hasta que llegó un lote más grande del fabricante. La prueba de campo realizada por el personal médico fue exitosa, y NewYork-Presbyterian ha aumentado la producción en masa para entregas de 50,000 por día.

“Es la colaboración entre la medicina y la ingeniería lo que logró que esto fuera posible”, dice el Dr. Anil Lalwani, que formó parte del proceso de diseño y es director médico de servicios perioperatorios en el NewYork-Presbyterian/Columbia University Irving Medical Center, y vicepresidente de otorrinolaringología, cirugía de cabeza y cuello y codirector del programa de implante coclear en el Vagelos College of Physicians and Surgeons de la Universidad de Columbia. “Los ingenieros son perfeccionistas. La gente no creería la perfección milimétrica que quieren obtener, en cambio, los cirujanos solo quieren que las cosas se hagan. Así que fue una combinación de precisión y velocidad lo que hizo posible unirnos y ejecutar esto en tiempo real”.

Los trabajadores de la salud usan protectores plásticos sobre sus máscaras faciales cuando tratan a pacientes con posible o confirmado COVID-19, la enfermedad causada por el coronavirus. Los protectores escudan a los trabajadores de las gotas, como la tos y los estornudos, que pueden transmitir el virus. El protector estilo soldador de NewYork-Presbyterian es desechable y cubre toda la cara desde la frente hacia abajo. El diseño puede producirse por menos de un dólar y hacerse en segundos.

El Dr. Anand Joshi, vicepresidente de adquisiciones y abastecimiento estratégico de NewYork-Presbyterian, le dijo al equipo de diseño que un requisito clave era que “tenemos que poder hacer muchos de estos muy rápidamente”.

La planta de fabricación, ubicada en Connecticut, utiliza un proceso llamado troquelado, que “literalmente no es diferente a usar un cortador de galletas para cortar una forma en la masa”, dice Kysar. Este método industrial es rápido y puede producir más de 50,000 protectores por día.

Para acelerar la producción, los trabajadores de la salud doblan la pieza plana de plástico en varios lugares para convertirla en un protector portátil.

“Es extremadamente simple” para los trabajadores ensamblarlo en el acto, dice el Dr. Joshi.

Después de que el Dr. Joshi solicitó ayuda a la facultad de ingeniería ese jueves, el equipo diseñó varias versiones para el día siguiente y las convirtió en prototipos, que fueron compartidos con el NewYork-Presbyterian. Ese sábado por la mañana, el profesor de ingeniería mecánica, Yevgeniy Yesilevskiy, tomó un metro vacío y le entregó en mano y en su propia casa un prototipo a la doctora Dr. Yoko Furuya, directora médica de Prevención y Control de Infecciones en el NewYork-Presbyterian Hospital y profesora asociada de medicina en la División de Enfermedades Infecciosas del Columbia University Irving Medical Center. Ella sugirió una tira de espuma en la parte superior para un ajuste más seguro. Si bien los protectores faciales son típicamente dos piezas, agregar una segunda pieza disminuirá la velocidad del proceso de fabricación; incluso unos segundos adicionales retrasarían la producción en masa. Además, incluir espuma en el diseño podría retrasar el inicio de la producción en masa hasta en dos semanas. El equipo volvió al trabajo, haciendo ajustes pero manteniéndolo de una pieza.

El sábado por la noche, Yesilevskiy tomó prestado un automóvil y llevó el prototipo actualizado al NewYork-Presbyterian / Weill Cornell Medical Center, donde el Dr. David Calfee estaba esperando la entrega. El Dr. Calfee, subdirector médico de Prevención y Control de Infecciones del NewYork-Presbyterian Hospital y profesor de medicina en la División de Enfermedades Infecciosas en Weill Cornell Medicine, lo compartió con los médicos de la unidad de cuidados intensivos que lo usaron esa misma noche. Más tarde esa noche, los médicos Calfee y Furuya dieron luz verde.

Los diseñadores de Columbia llamaron a casi todos los distribuidores de plástico en y cerca de la ciudad de Nueva York para encontrar láminas de plástico precortadas para poder comenzar a cortar los protectores faciales hasta que el fabricante se puso en marcha. Ese domingo por la noche, llegó el primer envío de plástico. Yesilevskiy y dos co-diseñadores lo descargaron del camión, lo llevaron arriba y comenzaron a apilar las láminas en un corte por chorro de agua, una máquina tan nueva que estaban aprendiendo sobre la marcha cómo usarla. Se quedaron despiertos toda la noche produciendo protectores. “Mi Fitbit contó que estuve de pie durante 23 millas ese día”, dice Yesilevskiy.

Pronto, el equipo de diseño entregó 200 protectores faciales para que los médicos clínicos los probaran, mientras que Makerspace comenzó a producir 1,000 por día. Una semana después de que Yesilevskiy entregara en mano el prototipo a los dos médicos de NewYork-Presbyterian, el fabricante entregó 8.250 protectores faciales para que los trabajadores pudieran probar la versión industrial. En respuesta a los comentarios de los trabajadores de la salud, el equipo de diseño lo modificó de nuevo recientemente, acortando la longitud del protector. NewYork-Presbyterian ha aumentado sus entregas a 50,000 por día. Con el brote de COVID-19 llegando a su cúspide, los protectores faciales han sido más fundamentales que nunca.

“Las innovaciones universitarias suelen llevar años o incluso una década para tener un impacto en los pacientes. Hacer un impacto tan positivo en el plazo de una semana es realmente notable”, dice Orin Herskowitz, director ejecutivo de Columbia Technology Ventures y vicepresidente sénior de propiedad intelectual y transferencia de tecnología en la Universidad de Columbia. “Este y otros diseños de protectores del equipo de ingeniería de Columbia ahora están en uso o producción en otros hospitales de la ciudad de Nueva York, así como en Europa, Tailandia y en todo el mundo”.

“El protector facial con un diseño simple, elegante y altamente funcional ha funcionado eficazmente para proteger a nuestros trabajadores de la salud de COVID-19”, agrega el Dr. Lalwani. “Como miembro de la familia del centro médico, es maravilloso ver a ingenieros y médicos reunirse, en medio de todo el caos y la incertidumbre, para proteger a los trabajadores de la salud que se encuentran en la primera línea”.