Cómo el pulmón de acero allanó el camino para los tratamientos modernos de cuidados intensivos
Mucho antes de la vacuna contra la polio existía el pulmón de acero. Era un dispositivo grande y engorroso que, según algunas versiones, parecía un "ataúd con patas".
Pero el pulmón de acero fue innovador en su época.
El dispositivo permitió a cientos de personas sobrevivir a la poliomielitis, una infección viral que ataca el cuerpo y puede provocar parálisis y muerte en cuestión de horas, cuando los músculos respiratorios quedan inmovilizados.
Con el pulmón de acero, la vida podía continuar durante años. Se trata de una enorme máquina que encierra a los pacientes y proporciona presión de aire para ayudar a que funcionen los pulmones paralizados del individuo afectado.
Alexander contrajo polio en 1952, cuando sólo tenía seis años, dejándolo paralizado del cuello para abajo.
Aunque hizo enormes progresos aprendiendo a respirar por sí solo durante cortos períodos de tiempo (asistió a la escuela y ejerció como abogado), Alexander vivió el resto de su vida dependiendo del pulmón de acero para sobrevivir.
El dispositivo, que fue desarrollado por el higienista industrial Philip Drinker, miembro de la facultad de la Escuela de Salud Pública Harvard T.H. Chan, se convirtió en un elemento habitual en las salas de polio durante el apogeo de la epidemia.
Su creación allanó el camino para muchas innovaciones médicas posteriores.
Cómo funciona el pulmón de acero
A principios del siglo XX, se produjeron brotes de polio en todo el mundo, que se propagaban a través de agua y alimentos contaminados.
No fue hasta 1955 cuando se inventó una vacuna y hasta ese momento, el pulmón de acero era el principal modo de tratamiento para los casos graves y se consideraba tecnología de vanguardia.
El pulmón de acero, un cilindro metálico gigante y hermético que pesa hasta 295 kg y está conectado a un fuelle, requería que los pacientes con polio se deslizaran hacia adentro hasta el cuello.
El fuelle, que está conectado a una bomba, hace circular continuamente el aire dentro y fuera de la caja, ayudando a los pacientes a continuar respirando al empujar aire hacia sus pulmones.
Esta forma de respiración artificial se conoce como ventilación con presión negativa externa (VPNE).
"La invención del pulmón de acero cambió irrevocablemente la relación entre humanos y máquinas", dice Hannah Wunsch, médica de cuidados intensivos de anestesiología del Centro Weill Cornell de Medicina y autora de "The Autumn Ghost", un libro que analiza cómo las unidades de cuidados intensivos y la ventilación mecánica son la base de la atención médica moderna.
"Por primera vez, una persona que luchaba por respirar durante un período prolongado podía recibir apoyo, con la máquina haciendo parte o todo el trabajo de la respiración".
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El pulmón de acero fue innovador en su época.
Algunos pacientes pasaron poco tiempo en el pulmón de acero, algunas semanas o meses, hasta que pudieron recuperar la fuerza en el pecho y respirar de nuevo de forma independiente.
Pero para los pacientes cuyos músculos pectorales estaban permanentemente paralizados, el pulmón de acero seguía siendo la clave para la supervivencia.
Si bien fue un avance que salvó vidas, el pulmón de acero también tuvo muchas limitaciones tanto para los pacientes como para los proveedores médicos.
Muchos pacientes se sentían atrapados dentro del dispositivo y era difícil para los médicos acceder al cuerpo de un paciente y brindar tratamiento a alguien encerrado en el pulmón de acero. Sin embargo, el invento sentó las bases para muchos avances médicos futuros.
"Ese concepto de soporte de un órgano, como los pulmones, se convirtió en la pieza central de los cuidados intensivos modernos", dice Wunsch.
Innovaciones médicas posteriores
El desarrollo del pulmón de acero a menudo se considera un hito en el desarrollo de los ventiladores mecánicos, que no se utilizaban ampliamente antes del brote de poliomielitis.
"La ciencia de la ventilación adquirió mayor importancia como resultado del pulmón de acero", dice Peter Gay, especialista en medicina pulmonar, de cuidados intensivos y del sueño de la Clínica Mayo.
"La fisiología del intercambio de gases se entendió mejor una vez que mecanizaron el movimiento de aire dentro y fuera del cuerpo".
Uno de los primeros desarrollos de ventiladores fue iniciado por Bjorn Aage Ibsen.
En 1953, Ibsen comenzó a desarrollar lo que se describió como un "ventilador con presión positiva".
A diferencia del pulmón de acero, que dependía de una ventilación con presión negativa que succionaba aire hacia los pulmones del paciente, el ventilador con presión positiva podía empujar aire hacia los pulmones cuando estaba conectado a un tubo de respiración.
El equipo de Ibsen también era más portátil que el pulmón de acero y mucho menos engorroso e invasivo.
Posteriormente, los anestesiólogos utilizarían este tipo de presión positiva de forma rutinaria en el quirófano.
La máquina, al igual que el pulmón de acero, soplaría aire a los pulmones del paciente para mantenerlo respirando.
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El desarrollo del pulmón de acero a menudo se considera un hito en el desarrollo de los ventiladores mecánicos
Si bien la tecnología de los ventiladores ha evolucionado drásticamente a lo largo de los años y se ha expandido, su concepto sigue siendo muy similar al que desarrolló Ibsen.
Los ventiladores modernos, que se colocan junto a la cama del paciente y administran presión positiva en una unidad de cuidados intensivos, tienen su origen en la epidemia de polio.
El desarrollo de la tecnología del pulmón de acero "creó el concepto de que se podía poner a varias personas en una sala y apoyarlas con este intercambio de gases que necesitaban para salvarles la vida", añade Gay.
Así nació la idea de una Unidad de Cuidados Intensivos (UCI).
Según la revista Respiratory Care Journal, "las primeras UCI se crearon para atender, en algunos casos, a decenas de pacientes, de todas las edades, que requerían ventilación con presión negativa debido a la poliomielitis".
"Había estas unidades con todos estos pacientes de polio usando el pulmón de acero, y ahí es donde realmente despegó la idea de las unidades de cuidados intensivos", continúa Gay.
"Es por eso que los anestesiólogos inicialmente se convirtieron en expertos en cuidados críticos. Porque los anestesiólogos fueron en gran medida los primeros en administrar este tipo de cuidados intensivos".
Wunsch está de acuerdo y señala que "la creación de centros respiratorios para la atención de pacientes de polio con el apoyo de pulmones de acero ayudó a cimentar la idea de que la atención compleja de los pacientes requería un área dedicada, con cuidadores altamente capacitados. Este concepto también está en el corazón de la UCI moderna".
Igualmente importante es que la capacidad de apoyar más eficazmente el sistema respiratorio de un paciente ha permitido un mejor tratamiento de muchas otras enfermedades críticas.
"Muy a menudo, cuando las personas tienen una enfermedad crítica, la insuficiencia respiratoria acompaña a la enfermedad (cuando los pacientes están sépticos, tienen neumonía o infecciones), el sistema respiratorio debe recibir apoyo para poder recuperar cualquier otra falla orgánica", añade Gay.
Los ventiladores y la pandemia de coronavirus
En el apogeo de la epidemia, la polio era temida en todo el mundo. La enfermedad dejaba paralizados a cientos de miles de niños cada año.
El pulmón de acero ayudó a salvar a muchos de ellos: sólo en Estados Unidos fue utilizado por 1.200 personas en 1959.
A finales de 2019 y principios de 2020, el mundo volvió a enfrentarse a una enfermedad aterradora.
Durante el pico de la pandemia de covid-19, la ventilación volvió a estar a la vanguardia del tratamiento.
Más recientemente, un equipo de ingenieros y médicos inventó la versión moderna del pulmón de acero, una tecnología que sirve como soporte respiratorio para pacientes con covid-19.
El nuevo dispositivo, denominado Exovent NPV, también es un ventilador con presión negativa.
Funciona disminuyendo "la presión fuera del cuerpo para permitir que el tejido pulmonar se expanda y trabaje de una manera que se asemeja a la respiración normal", según la Institución de Ingenieros Mecánicos.
También hay esperanza de que el dispositivo pueda usarse para ayudar con afecciones como la neumonía.
El dispositivo, que aún está en desarrollo y no ha sido lanzado al mercado, es simplemente el último ejemplo de innovaciones médicas que pueden tener sus raíces en la invención del pulmón de acero.