Un equipo de investigación de la Universidad de Friburgo y el Centro Médico de la Universidad de Friburgo ha desarrollado una nueva tecnología de válvula fonatoria biomimética que puede aumentar significativamente la seguridad de los pacientes traqueotomizados.
Desafío: Si se usan incorrectamente, las válvulas fonatorias tradicionales pueden crear presiones peligrosamente altas, que pueden causar complicaciones graves e incluso la muerte. Jardín Botánico de Friburgo, Centro Médico: en colaboración entre la Universidad de Friburgo y el grupo de excelencia livMatS de la Universidad de Friburgo, los investigadores desarrollaron una válvula de liberación de presión integrada y una válvula fonatoria con señal acústica de advertencia que previene las obstrucciones. Mecanismo de la planta carnívora de vejiga Utricularia vulgar.
Utricularia vulgaris, también conocida como vejiga, es una planta carnívora que atrapa a sus presas utilizando distintivas vejigas trampa huecas y llenas de agua. Este tema ha sido objeto de intensas investigaciones durante muchos años en el grupo de trabajo del Prof. Dr. Thomas Speck. Estas vejigas crean una cavidad interna y se cierran mediante una “trampilla” especial. Cuando la pequeña criatura toca los finos pelos estimuladores en el exterior de la puerta, se abre en 0,5 ms. Este mecanismo de apertura rápido y fiable de la trampa permite que el agua entre, arrastrando consigo a la presa. A continuación, la trampilla se vuelve a cerrar mediante un mecanismo de reposición flexible.
“Una solución biónica a un problema médico acuciante”
La inspiración directa para este concepto innovador provino de los llamados informes CIRS. En este sistema de información y aprendizaje del Centro Médico de la Universidad de Friburgo se pueden informar sin restricciones situaciones críticas en la atención al paciente y traducir su potencial de aprendizaje en soluciones concretas para mejorar la seguridad del paciente. “Para nosotros fue un golpe de suerte ser conscientes de la creatividad de nuestros socios del Jardín Botánico y del Clúster de Excelencia y desarrollar con ellos esta hermosa solución biónica para un problema médico concreto”, dice el Dr. Claudius. Stahl, coautor y especialista en anestesiología del Centro Médico de la Universidad de Friburgo.
El enfoque biomimético permite un ajuste flexible de la presión de apertura para que la válvula pueda adaptarse a las necesidades individuales del paciente. La Universidad de Friburgo ha solicitado una patente para este desarrollo.
El equipo de investigación aplicó este principio a una nueva válvula de liberación de presión: una membrana flexible imita el movimiento de apertura de una trampa para plantas y reacciona a aumentos significativos de presión en la válvula fonatoria. Al alcanzar un cierto umbral de presión, que se puede ajustar en función del grosor y la estructura de la membrana, la membrana se abre, permitiendo la liberación regular del exceso de aire. El aire fluye a través de un módulo de tuberías situado detrás de la “trampilla”, que genera una señal acústica. Esta señal sirve como alerta para el personal médico, llamando inmediatamente la atención sobre situaciones potencialmente peligrosas.
“Esta innovadora válvula de liberación de presión se abre automáticamente cuando se alcanza la presión crítica y emite una señal de advertencia claramente audible”, explica el Dr. Falk Tauber, coautor y director del proyecto. Por tanto, este diseño garantiza una liberación oportuna de la presión y alerta al personal médico para garantizar una asistencia inmediata.
