Una ingeniera determina la mayor eficacia de novedosa aerocámara para la inhalación de medicamentos

A través de simulaciones por computadora, Agustina Ravettino comprobó que el dispositivo estudiado permitiría un mejor aprovechamiento de las dosis en aerosol que los modelos estándar que se consiguen en el mercado. Fue diseñado y construido por un visitador médico.

Geometría CAD del modelo helicoidal.

Durante la época invernal, el frío trae aparejado un incremento de las infecciones respiratorias. Para tratarlas, el uso de aerocámaras con medicamentos en aerosol es un método muy utilizado en la actualidad. No obstante, la dosis que se libera puede no ser inhalada eficazmente, en el caso de niños pequeños y adultos mayores. Una ingeniera aeronáutica de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) comparó un novedoso modelo, diseñado con el fin de mejorar su administración, con un producto estándar como los que se consiguen en el mercado. A través de simulaciones por computadora comprobó que el nuevo dispositivo aumentó, considerablemente, la eficiencia de inhalación.

El estudio fue realizado por Agustina Ravettino, como trabajo final de la carrera, en la Unidad de Investigación, Extensión y Transferencia (UIDET) Grupo Fluidodinámica Computacional (GFC) del Departamento de Aeronáutica. La investigación surgió a partir de una solicitud de Norberto Martire, un visitador médico quien inventó su propio modelo de aerocámara y se acercó a Ingeniería para verificar su validez, antes de pasar a la fase de ensayos clínicos en pacientes.

Ravettino, bajo la dirección de los ingenieros Ana Scarabino y Federico Bacchi, utilizó un programa de computadora para simular una inyección de medicamento en las dos cámaras y así ver cuánto porcentaje recibe un paciente. “Vimos que el nuevo diseño es más eficiente tanto en el caso de chicos como de adultos”, afirmó la ingeniera.

“Estos dispositivos, entre la cámara y la mascarilla, poseen una válvula que se abre cuando el paciente está inspirando. De ese modo, dejan pasar las partículas de medicamento. En tanto, cuando la persona está exhalando, la válvula se cierra y las partículas quedan suspendidas adentro de la cámara. Cuando vuelve a inspirar las partículas pasan nuevamente”, describió.

El objetivo de las aerocámaras es que la medicación suministrada llegue a los bronquios y no quede sólo captada por la nariz, boca o garganta. Pero el problema es que muchas partículas quedan pegadas en las paredes del dispositivo.

“De acuerdo a la bibliografía consultada, un 20 por ciento de la dosis de medicamento llega a los pulmones, quedando el porcentaje restante depositado sobre las paredes de la cámara y sobre el tracto respiratorio. El objetivo es aumentar la eficiencia de inhalación y así someter menos al paciente al tratamiento y que el medicamento dure más”, expresó la ingeniera.

Según detalló Ravettino, “la cámara tradicional tiene una forma cilíndrica, lisa. En cambio, el modelo diseñado por Martire posee una forma helicoidal con lo cual, cuando la persona inspire, se va a generar un movimiento de rotación que hará que las partículas de medicamento no se queden pegadas en las paredes. La simulación, realizada con salbutamol, nos permitió verificar que existe ese efecto de rotación”.

Con el nuevo dispositivo aumentaría un 8 por ciento más la inhalación en niños y en un 6 por ciento más en adultos. Además de pegarse menos las partículas en las paredes de la cámara. “Lógicamente, el volumen de inspiración de los chicos es menor que el de los adultos. Por eso comparamos ambos casos y en los dos nos dio que la nueva cámara aumentaba la eficiencia de inhalación”, afirmó.

Para la joven profesional, el trabajo fue “todo un desafío” ya que abarca conocimientos de la aeronáutica, como es el de los fluidos, con aspectos de la medicina. “Me encantó hacerlo porque fue algo nuevo y difícil para mí. Tuvimos que plantear un modelo de inyección de partículas, indagar sobre la velocidad y el ángulo de inyección del spray, ver el tamaño de las partículas, buscar bibliografía sobre el ciclo respiratorio de niños y adultos, y modelarlo en el programa de simulación”, enumeró.

En su trabajo de tesis “Estudio de Modificaciones de Diseño de Cámaras para la Inhalación de Medicamentos”, la ingeniera realizó una dedicación especial a su tío Pedro “Bocha” Disalvo, quien era estudiante de cuarto año de la Facultad de Medicina de la UNLP cuando fue desaparecido por la última dictadura militar. “Pensé en mi tío y fue una de mis motivaciones, ya que él no pudo terminar la carrera y era muy responsable. Es un homenaje a su memoria”, concluyó Ravettino.

Un grupo especializado en todo tipo de movimientos de fluidos

El Grupo Fluidodinámica Computacional (GFC), de la Facultad de Ingeniería, realiza estudios de todo tipo de movimientos de fluidos: flujos laminares y turbulentos, con cambio de fase, flujos reactivos e interacción fluido-estructura, entre otros, a través de soluciones numéricas de las ecuaciones diferenciales que los gobiernan.

Para ello, el GFC cuenta con recursos humanos calificados, programas con muy alta capacidad de cómputo en paralelo, pre- y post procesamiento de datos, un cluster de cómputo dedicado específicamente a la simulación de problemas complejos. Trabaja en permanente interacción multidisciplinaria con distintos grupos de investigación, empresas e instituciones, con el objetivo de optimizar tiempos y calidad de resultados en todo tipo de problemas fluidodinámicos, al tiempo que toma como una de las prioridades del grupo la docencia y formación de recursos.