Nuevo dispositivo de micronebulización con control continuo de la fracción inspirada de oxígeno ("CONTROLizer") / New micronebulizer device with continuous control of the inspired oxygen fraction ("CONTROLizer")

Resumen Una de las técnicas más comunes de tratamiento respiratorio es la nebulización de medicamentos para administrarlos por vía inhalada utilizando oxígeno como propelente, el cual a su vez es considerado un fármaco que puede generar efectos adversos relacionados con la dosificación. El objetivo de esta investigación fue diseñar, desarrollar y analizar un sistema dual de micronebulización con control preciso de la FIO2. Métodos: se diseñó, construyó y evaluó un modelo virtual y un prototipo funcional siguiendo la metodología de bioingeniería de un nuevo dispositivo de micronebulización con control de FIO2. Se evaluó el funcionamiento del dispositivo y su impacto en voluntarios sanos y pacientes hospitalizados mediante escalas psicométricas específicas. Resultados: se conceptualizó, diseñó y construyó un dispositivo que integra un micronebulizador (recipiente), que permite nebulizar suero fisiológico o soluciones de diversos fármacos basado en la presurización de un gas propelente (aire u oxígeno) junto a un mecanismo de ajuste de la fracción inspirada de O2 (mínimo 21%; máximo 99%). Los límites (máximo y mínimo) de flujo recomendado para generar el aerosol son 6-8 l/min. En ningún caso de uso se presentaron complicaciones. Conclusiones: CONTROLizer es un dispositivo integrado dual y no-invasivo para la micronebulización de soluciones respiratorias y control continuo de la fracción inspirada de oxígeno. Por sus cualidades y funcionamiento, el dispositivo fue percibido como adecuado y seguro para aplicarse en individuos sanos y pacientes ingresados tanto en salas de cuidados intensivos como de hospitalización convencional. (Acta Med Colomb 2018; 43: 90-99).

Abstract One of the most common techniques of respiratory treatment is the nebulization of medications to be administered by inhalation using oxygen as a propellant, which in turn is considered a drug that can generate adverse effects related to the dosage. The objective of this research was to design, develop and analyze a dual micronebulization system with precise control of FIO2. Methods: a virtual model and a functional prototype were designed, constructed and evaluated following the bioengineering methodology of a new micronebulizer device with FIO2 control. The functioning of the device and its impact on healthy volunteers and hospitalized patients were evaluated through specific psychometric scales. Results: a device that integrates a micronebulizer (container), which allows to nebulize physiological saline or solutions of diverse drugs based on the pressurization of a propellant gas (air or oxygen) along with a mechanism of adjustment of the fraction of inspired oxygen (minimum 21%, maximum 99%), was conceptualized, designed and constructed. The limits (maximum and minimum) of recommended flow to generate the aerosol are 6-8 l / min. In no case of use complications occurred. Conclusions: CONTROLizer is a dual and non-invasive integrated device for the micronebulization of respiratory solutions and continuous control of the fraction of inspired oxygen. Due to its qualities and functioning, the device was perceived as adequate and safe to be applied in healthy individuals and patients admitted in both intensive care and conventional hospitalization rooms. (Acta Med Colomb 2018; 43: 90-99).

TriBURTER: invención y validación perceptual del dispositivo portátil de vibración de alta frecuencia y entrenamiento muscular para pacientes con enfermedades respiratorias / TriBURTER: invention and perceptual validation of a portable device aimed to induce high- frequency vibration and respiratory muscle training in patients with respiratory diseases

Introducción: los dispositivos respiratorios vibrátiles son útiles como elementos de terapia respiratoria pues facilitan la expectoración de las secreciones bronquiales. Un dispositivo respiratorio de vibración que incorpore válvulas duales representa una innovación relevante respecto a los modelos existentes. El presente estudio describe la invención y evaluación de un nuevo dispositivo médico portátil de vibración de alta frecuencia para uso humano que permite simultáneamente el entrenamiento muscular respiratorio para pacientes con enfermedades respiratorias, al que se ha denominado con el acrónimo TriBURTER. Métodos: se conceptualizaron, diseñaron y construyeron modelos virtuales y prototipos funcionales siguiendo metodología de bioingeniería y evaluación in situ del funcionamiento a través de simuladores electrónicos. Adicionalmente se evaluaron, mediante escalas psicométricas específicas, los aspectos perceptuales de la morfología y funcionamiento del dispositivo tanto en voluntarios sanos como pacientes. Resultados: se creó un dispositivo que logra tres efectos: facilitar la movilización de secreciones bronquiales, inducir efecto de entrenamiento sobre los músculos inspiratorios, e inducir entrenamiento de músculos espiratorios. La evaluación perceptual demostró que el diseño final del dispositivo es seguro, adecuado, suficiente y práctico. Conclusión: TriBURTER es un dispositivo médico innovador de terapia respiratoria vibrátil que facilita el drenaje de secreciones y genera una sobrecarga muscular, tanto inspiratoria como espiratoria, regulable y útil en el tratamiento de las enfermedades respiratorias, y que puede ser aplicado tanto en ámbito ambulatorio como domiciliario u hospitalario. Su evaluación perceptual demostró seguridad clínica y una adecuada aceptación de uso por parte de los voluntarios sanos y pacientes en términos de cualidad y funcionamiento. MÉD.UIS. 2016;29(2):49-57.

Introduction: vibratory devices are used in respiratory therapy in order to facilitate removal of bronchial secretions. A portable hydraulic system incorporating inspiratory and expiratory valves could provide additional advantages over existing ones. The present study describes the invention and evaluation of a new portable medical device able to induce high frequency vibration and allowing respiratory muscle training for patients with respiratory diseases, which has been named with the acronym TriBURTER. Methods: based on conventional methods of bioengineering, a hydraulic device was conceptualized, designed, built, and validated using electronic simulators. In addition, perceptual evaluations of morphology, final prototype design and function were evaluated in both healthy volunteers and patients through specific psychometric scales. Results: a hydraulic device including two unidirectional valves was finally obtained allowing to induce simultaneously a triple effect: mobilization of bronchial secretions, inspiratory muscle training, and expiratory muscle training. Perceptual evaluations showed that the final design is safe, adequate, sufficient and practical. Conclusion: TriBURTER is an innovative hydraulic medical device for respiratory therapy that facilitates drainage of secretions and generates adjustable inspiratory and expiratory muscle loads. The perceptual evaluations of the device showed proper acceptance of use by healthy volunteers and patients in terms of quality and performance. This device is useful for the treatment of respiratory diseases and can be prescribed for both outpatient and domiciliary or hospital settings. MÉD.UIS. 2016;29(2):49-57.