“Aqui está”, disse Telmo Santos, após a espera de aproximadamente 40 minutos pela impressão daquele que designa como “elemento móvel da válvula”, uma peça cinzenta, no Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (FCT Nova). O professor associado é um dos membros da equipa de investigadores portugueses – da FCT Nova, da Nova Medical School da Universidade Nova de Lisboa (NMS) e da Universidade de Coimbra (através do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas e do Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde) – que, desde março, tem vindo a desenvolver modelos minimalistas de ventiladores com recurso a impressão 3D. Entusiasmado com a demonstração do funcionamento da máquina que é habitualmente definida como “uma tecnologia de fabrição por meio da qual um modelo tridimensional é criado por sucessivas camadas de material”, explicou que esta não necessita de moldes e permite produzir formas que não são viáveis noutros métodos de produção, facilitando, desta forma, a criação de componentes para ventiladores.
Perto do protótipo – denominado de 11 de abril pelos criadores, em tom jocoso, por corresponder à data em que foi finalizado –, que deu lugar ao EVEN (de Coimbra) e ao MiniVent (da FCT Nova), encontravam-se Luís Gil, professor auxiliar da instituição anteriormente referida, doutorado em Engenharia Mecânica e em Engenharia Industrial, e Pedro Póvoa, diretor da Unidade de Cuidados Intensivos Polivalente do Hospital de São Francisco Xavier, que investiga, entre outras temáticas, as infeções do trato respiratório inferior como a traqueobronquite associada a ventilador e a pneumonia.
Integram o grupo de 24 investigadores portugueses que, em duas semanas, prepararam uma prova de conceito de um ventilador de emergência. Numa primeira fase, até estiveram envolvidos no projeto engenheiros de Fórmula 1.
“Aqui está”, disse Telmo Santos, após a espera de aproximadamente 40 minutos pela impressão daquele que designa como “elemento móvel da válvula”, uma peça cinzenta, no Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (FCT Nova). O professor associado é um dos membros da equipa de investigadores portugueses – da FCT Nova, da Nova Medical School da Universidade Nova de Lisboa (NMS) e da Universidade de Coimbra (através do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas e do Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde) – que, desde março, tem vindo a desenvolver modelos minimalistas de ventiladores com recurso a impressão 3D. Entusiasmado com a demonstração do funcionamento da máquina que é habitualmente definida como “uma tecnologia de fabrição por meio da qual um modelo tridimensional é criado por sucessivas camadas de material”, explicou que esta não necessita de moldes e permite produzir formas que não são viáveis noutros métodos de produção, facilitando, desta forma, a criação de componentes para ventiladores. Perto do protótipo – denominado de 11 de abril pelos criadores, em tom jocoso, por corresponder à data em que foi finalizado –, que deu lugar ao EVEN (de Coimbra) e ao MiniVent (da FCT Nova), encontravam-se Luís Gil, professor auxiliar da instituição anteriormente referida, doutorado em Engenharia Mecânica e em Engenharia Industrial, e Pedro Póvoa, diretor da Unidade de Cuidados Intensivos Polivalente do Hospital de São Francisco Xavier, que investiga, entre outras temáticas, as infeções do trato respiratório inferior como a traqueobronquite associada a ventilador e a pneumonia.
Integram o grupo de 24 investigadores portugueses que, em duas semanas, prepararam uma prova de conceito de um ventilador de emergência. Numa primeira fase, até estiveram envolvidos no projeto engenheiros de Fórmula 1.
Pedro Póvoa (P.P.): Numa das primeiras reuniões virtuais que fizemos, contámos efetivamente com a participação de uma equipa de portugueses que trabalham na Fórmula 1, em diferentes áreas. No final de marco, princípio de abril, a grande motivação que tínhamos era a limitação de recursos e, face ao total desconhecimento que havia daquilo que ia acontecer – ninguém sabia, nem quem trabalhava diretamente com os doentes nem os outros –, estávamos em confinamento, bem mais apertado do que o atual, juntámo-nos e quisemos criar um equipamento simples, barato, que não dependesse de tecnologia muito sofisticada em termos de fornecedores e que pudesse responder a uma necessidade: fazer uma ventilação eficaz e segura.
Luís Gil (L.G.): Também não nos podemos esquecer de que um dos grandes problemas era não existir stock de material médico porque tudo aquilo que tivesse que ver com ventilação estava esgotado. A título de exemplo, para termos tecido suficiente para produzir máscaras, este ano não houve filtros para as piscinas. Em março, o epicentro da pandemia era a China, o grande fornecedor deste material. E, com esse país parado, muitas coisas não existem no mundo.
Primeiro, desenvolveram o 11 de abril, depois o EVEN e, agora, o MiniVent. Este último é mais portátil e compacto do que os outros?
P.P.: Eu podia ter um milhão de euros e não conseguir comprar um único ventilador. Foram contactados, pelo meu hospital, imensos fornecedores e nenhum conseguia fornecer ventiladores em tempo útil, só em agosto e em setembro, mas precisávamos deles urgentemente. Há pequenas diferenças entre ambos. Enquanto médico, acompanhei muito o output de cada um, para perceber se um fazia mais isto ou aquilo, contudo, acho que são soluções muito parecidas.
L.G.: Primeiro, foi desenvolvido o EVEN, com soluções técnicas diferentes das do MiniVent, mas perfeitamente dentro do mesmo estilo. Diria que têm os mesmos objetivos e as mesmas condições de fronteira, por assim dizer.
O MiniVent pode ser produzido por cerca de 1000 euros, um valor muito distinto daquele que é associado ao de uma unidade de ventilação dos cuidados intensivos tradicional.
P.P.: Se pensarmos num ventilador razoável – que não se avarie, que dure anos e que possa estar a funcionar meses e continue bem –, há meia dúzia de produtores que cumprem isso, como os suecos e alemães, e o preço ascende aos 20 mil euros. Mas se quisermos compramos um por 50 e tal mil euros. É como os carros.
L.G.: Isso prende-se também com o tipo de ventilação. Pode ser totalmente imposta pela máquina ou ser uma ajuda para o paciente, bastando que respire um bocadinho.
Estamos a falar da ventilação mecânica invasiva?
P.P.: Sim, mas, hoje em dia, um ventilador dito de cuidados intensivos, aquele que se vê na televisão, faz invasiva e não invasiva. Há uns anos, tal não acontecia, mas atualmente sim, e alguns até fazem oxigénio de alto fluxo. Aqueles ventiladores que se usam só para não invasiva, que muitas pessoas têm em casa, andam pela casa dos 2000, 3000 euros.
Como é que decorreram os testes levados a cabo com os porcos malhados de Alcobaça? Foram escolhidos por terem um sistema respiratório parecido com o dos seres humanos?
P.P.: Sim, é quase igual, em termos de dimensões, principalmente. Fizemos os primeiros testes no dia 12 de novembro e, depois, outros a 16. Aquilo que aconteceu foi que, inicialmente, tivemos um problema. Trabalhámos com veterinários e tudo foi submetido a uma comissão de ética e bem-estar animal para ter aprovações. No Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária (INIAV), em Santarém, o teste foi feito com aquilo a que se chama uma indução anestésica – em que se faz a anestesia com os mesmos medicamentos usados nos seres humanos em bloco operatório – e ventilou-se o animal com um ventilador comercial. Mas, da primeira vez, uma das coisas que quisemos fazer foi recolher sangue arterial para analisarmos a quantidade de oxigénio e dióxido de carbono, uma gasometria arterial. Isso tinha que ser feito repetidamente para vermos se os parâmetros do ventilador comercial eram parecidos com os do MiniVent, se tudo se mantinha reprodutível e estável. Em primeira instância, houve alguma dificuldade na colheita desse tipo de sangue arterial e, como se prolongou um bocado, o animal ficou hipotérmico. Interrompeu-se o processo, o animal acordou e repetiu-se já com outro tipo de procedimentos, fazendo as gasometrias arteriais. Com isso, foi possível demonstrar que, do ponto de vista de ventilação e oxigenação, tudo se mantinha estável quando passávamos de um ventilador dito de anestesia para o MiniVent. Também testámos o EVEN. No final, acordou-se o animal e ele continuou perfeitamente bem.
No documento “Procedimento especial de avaliação de dispositivos médicos no âmbito COVID-19 – Ventiladores”, do Infarmed, são abordados tópicos como o da responsabilidade dos fabricantes, os materiais utilizados na construção dos ventiladores e até os preços dos mesmos. O que pensam acerca destas exigências?
P.P.: O Infarmed tem esse papel para proteger-nos: não o faz para ser chato, mas sim para que, se tivermos o azar de sermos ventilados, saibamos que o ventilador que é usado corresponde a uma série de requisitos e é muito seguro. Não temos o objetivo de vender o MiniVent nem de criar uma marca. Neste momento, temos um bolseiro a trabalhar nesta área da certificação, confrontando os requisitos com aquilo que temos. Queremos que este ventilador seja facilmente reprodutível em qualquer sítio. O MiniVent não existe para substituir os ventiladores tradicionais: é uma alternativa para o caso destes não serem suficientes.
É verdade que o ventilador foi patenteado em nome da Humanidade?
P.P.: Tínhamos esse objetivo, mas não foi permitido. Por isso, tentámos fazer a doação da patente a várias sociedades científicas internacionais. Houve contactos, mas não houve respostas – estávamos a viver um período muito difícil – e acabou por ser a Médicos do Mundo a abraçar este projeto, que tratará de garantir a chegada dos ventiladores – caso sejam aprovados – aos lugares onde possam ser mais necessários.
Como é que elementos de áreas do saber tão diferentes trabalharam em conjunto em plena pandemia?
L.G.: Quebrámos regras, mas ninguém ficou infetado, não tivemos esse castigo. Passámos muitos dias na Faculdade de Ciências e Tecnologia – não havia aulas presenciais e tivemos autorização do diretor e penso que tal espelhou a opinião do reitor – para circular. Ficámos aqui até às 3h, 4h. Mas só os elementos dos departamentos de mecânica e eletrónica, em colaboração com o de biofísica. Fomos seis, sete pessoas. Tentávamos vir cá quando era estritamente necessário. Mas, falo por mim, quando saía da faculdade, de madrugada, não via ninguém. Só uma ambulância ou um camião, por exemplo. Tínhamos muitas reuniões por Skype e Zoom.
Quem teve a ideia de integrar as impressoras 3D?
L.G.: Não consigo dizer com certeza mas, se não foi o professor Telmo Santos, era ele que tinha a competência para fazêlo. Temos o professor Alberto Martinho – que quase consegue consertar um carro só pelo ruído –, o professor António Gabriel – que trata do projeto mecânico, e eu explorei a parte dos fluidos, da pressão. Contámos com a ajuda do João Oliveira que se dedicou a tudo que é de eletrónica, inicialmente analógica. Depois, passámos para a vertente digital e esta tem de ser realçada porque estamos convencidos de que é mais fácil, num país, em que não haja praticamente mercado nenhum, comprar um circuito integrado para fazer o ventilador do que andar a comprar resistências e transístores. Ou seja, o pacote feito, que também é muito barato, do ponto de vista pragmático, é mais viável.
E o ficheiro com a informação acerca das componentes ficaria disponível online?
L.G.: As componentes, fazendo a ressalva de que o Infarmed pode ou não aceitar este projeto, são quase todas de gás e fazem-se em quantidades enormes. Um redutor de pressão de gás para este ventilador custará entre 30 e 60 euros. Se formos comprar um redutor, especialmente feito para uso médico, é capaz de custar 1000 euros. Isto pela diferença dos materiais, porém, em termos de construção, as diferenças não são assim tão significativas. A questão do ficheiro assenta no pressuposto de que, imaginemos, uma pessoa em Moçambique consiga criar todas as componentes sem problemas. As outras partes, de válvulas – se quisermos ter mais cuidado, que têm de ser esterilizadas – poderiam ser mais caras se tivéssemos de comprar peças patenteadas. Isso evitou-se porque vão ser construídas em 3D. Claro está que, neste caso específico, se pensarmos na compra de válvulas produzidas em série, ficaria muito mais em conta, mas não precisamos de 3000 válvulas. Por exemplo, para dez ventiladores, produzimos dez dessas peças e, se calhar, custam 10 ou 20 vezes mais do que aquelas que são produzidas em série. No entanto, temos de nos focar no facto de que, no início da pandemia, não havia hipótese de adquirir estes materiais. E, com estes ficheiros, só precisamos de comprar tubagens – 10 ou 20 metros, cujo tempo de vida é superior ao do próprio ventilador, são baratas – e um ou outro alarme, sendo que essa parte é mais cara.
P.P.: Este ventilador só faz uma modalidade ventilatória, ao contrário das 30 ou 40 que os tradicionais fazem. Mas essas são variações dos algoritmos de cada modalidade. Se quisermos podemos optar pela mais básica, que poderia ser operada em qualquer sítio. A performance que o MiniVent tem quando se ventila um porco é igual à dos outros ventiladores. Há coisas em que não é tão bom mas, nos testes, percebeu-se que esses parâmetros mais fracos não têm impacto naquilo que diz respeito às trocas gasosas.
A 13 de novembro, o Ministério da Saúde revelou que os hospitais privados recebem 2495 euros por cada doente covid-19. No Serviço Nacional de Saúde (SNS), o custo é de 2759 euros. Por outro lado, nos privados, se os doentes necessitarem de internamento nos cuidados intensivos – precisando de estar ligados a um ventilador – os preços variam entre os 6036 e os 8431 euros para 96 ou mais horas, respetivamente. O MiniVent teria impacto nesta situação?
P.P.: Por exemplo, no SNS, a tabela de Grupos de Diagnósticos Homogéneos tem determinados preços, mas os mesmos não refletem aquilo que um doente tem. O tratamento de uma patologia pode custar muito mais num doente e muito menos noutro. Não sei como esses preços foram calculados, mas o objetivo primordial deste ventilador é ser usado em emergência.
No início da pandemia, António Lacerda Sales, secretário de Estado da Saúde, disse que existiam 1142 ventiladores. Em outubro, foram contabilizados 1855. Pode haver a necessidade do MiniVent entrar em ação em Portugal?
L.G.: É preciso definir a palavra necessidade. Não faria sentido um hospital privado cobrar valores tão elevados para usar este ventilador. Mas, um hospital de campanha, que não possa dar tão boas condições, usá-lo-ia. Isto é, pensamos mais nas regiões do globo, como África ou a Ásia, em que se vive uma situação de emergência quase diariamente. Quantos infetados teriam de existir para ser usado em território nacional? ~
P.P.: Tínhamos de estar numa situação em que o número de infetados seria duas ou três vezes superior àquele que se tem verificado.
L.G.: Seria mais uma situação como aquela que vivemos em abril mas, aí, tínhamos matemáticos com modelos em que eram contabilizados mais infetados do que a população dos próprios países. A incerteza era total.
De que forma se traduzia em contexto hospitalar?
P.P.: Trabalho exclusivamente com doentes covid desde março. Preparámo-nos da melhor forma que conseguimos, mas não sabíamos rigorosamente nada. Não fazia ideia se teria sequer médicos e enfermeiros infetados, não percebia se o equipamento de proteção era suficiente. Até agora, não tive nem um profissional infetado, mas esta situação angustiava-me muito, o facto de não perceber o grau de eficácia do equipamento. Relativamente aos ventiladores: houve ventiladores antigos que foram recuperados – em alguns, faltava apenas uma pecinha pequena – e ventiladores dos princípio dos anos 80 que, se estiverem afinados, são iguais a qualquer ventilador de topo. Além disso, há ventiladores chineses que não estão a funcionar. Vamos imaginar que tenho vários ventiladores na minha unidade, qual é que vou escolher? É a mesma coisa se apresentar-lhe um Mercedes e um Smart, qual é o mais fiável?
Quais são as questões que os preocupam mais?
L.G.: Há questões essenciais que se prendem com problemas tão simples como as instruções poderem vir em chinês sem qualquer tradução.
P.P.: E outras que têm que ver com estabilidade, com performance. Podemos dizer que x ventilador faz y coisa, mas temos de verificar na prática. Já tive um problema com um BMW da ventilação, digamos assim, pois a empresa tentava vendê-lo mais barato, mas isso acontecia porque certos procedimentos não podiam ser feitos. Tudo tem um custo. Então, o MiniVent, mais do que útil, é inovador.
L.G.: Em março e abril, muitos ventiladores europeus e dos EUA usavam componentes chineses que não estavam disponíveis no mercado. Por exemplo, nos EUA, houve a reconversão das linhas de produção de automóveis em ventiladores. Se falta uma componente ou duas, fica a linha parada.
P.P.: Por detalhes que nem se relacionam com dinheiro.
L.G.: Sim, porque os chineses não permitiam que os aviões internacionais entrassem no país. Não nos podemos esquecer daquilo que vivemos em fevereiro, março e abril. No âmbito do nosso ventilador, as impressoras permitem que façamos componentes com alguma qualidade e, no surgimento da pandemia, tínhamos tudo na mão. O plástico a partir do petróleo, havia redutores de gás – não estavam esgotados no mercado –, mas com tubos em silicone ja tínhamos problemas porque eram altamente requisitados.
Numa primeira fase, organizaram-se e, posteriormente, foram financiados pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) no âmbito do programa Research 4 Covid-19 e pela Agência Nacional de Inovação.
P.P.: Através da FCT, recebemos cerca de 37 mil euros, se não estou em erro, que dividimos com os investigadores da Universidade de Coimbra. Este segundo foi para a Nova. O dinheiro serviu para pagar aos bolseiros e comprar material necessário.
L.G.: Creio que queríamos ajudar porque pensávamos no cenário em que se não houvesse um único ventilador, as pessoas morreriam. Foi essa situação limite que me empurrou para o projeto.
Como encaram o futuro do MiniVent?
L.G.: A resposta passa por isto: espero que a pandemia seja degolada pela investigação científica que está em curso. Não quero que precisemos do ventilador nem que haja um cenário catastrófico, quase de ficção científica. Contudo, existe uma oportunidade para países onde não há ventiladores, em que ventilam os pacientes mecanicamente ou nem sequer ventilam. Em África, há muitas pessoas a viver com um dólar por dia, portanto, um ventilador deste preço ainda pesa no orçamento, mas fica feito.
P.P.: No Brasil, a mortalidade dos doentes ventilados é superior a 60%. No México, a mortalidade dos doentes hospitalizados está acima de 70%. E os números em África… enfim, é a tal questão: acreditamos nos números da China? Neste momento, temos concelhos em Portugal com mais infetados do que aqueles que são divulgados pela China. Temos de ter a noção daquilo que é verdade ou não. Em África, os números não podem ser aqueles porque há muita gente que morre sem saber o motivo e nem é testada. Se são estes países que vão usar os ventiladores ou se são as organizações não governamentais que atuam nos mesmos que podem ter acesso ao equipamento: é nestas vertentes que o projeto pode ser importante. É uma questão de se saber que o MiniVent existe.
