Como funcionam os ventiladores mecânicos? - Alex Gendler

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No século 16, o médico Andreas Vesalius descreveu como um animal que estava sufocando podia permanecer vivo ao inserir um tubo na traqueia dele e bombar o ar para inflar os pulmões. Hoje, o tratamento de Vesalius é reconhecido como o primeiro relato de ventilação mecânica, uma prática fundamental para a medicina moderna. Então como funcionam os ventiladores mecânicos? Alex Gendler explica essa tecnologia que salva vidas.

Lição de Alex Gendler, dirigida por Artrake Studio

No século 16,

o médico flamengo Andreas Vesalius

descreveu como um animal
que estava sufocando podia permanecer vivo

ao inserir um tubo na traqueia dele
e bombar o ar para inflar os pulmões.

Em 1555, esse procedimento
não era muito consagrado.

Mas hoje, o tratamento
de Vesaluis é reconhecido

como o primeiro relato
de ventilação mecânica,

uma prática fundamental
para a medicina moderna.

Para reconhecer o valor da ventilação,

precisamos entender
como funciona o sistema respiratório.

Ao respirar, contraímos o diafragma,
o que expande nossas cavidades torácicas.

Isso faz o ar ser absorvido,
inflando os alvéolos,

que são milhões de saquinhos
dentro dos pulmões.

Cada um desses balõezinhos é envolto
por uma rede de capilares sanguíneos.

O sangue absorve o oxigênio
dos alvéolos inflados

e libera dióxido de carbono.

Quando o diafragma se descontrai,

expiramos o CO2 misturado
com oxigênio e outros gases.

Quando o sistema respiratório
funciona corretamente,

esse processo acontece automaticamente.

Mas diversos problemas
podem afetar o sistema respiratório.

A apneia do sono pausa a contração
dos músculos do diafragma.

A asma pode levar à inflamação das vias
respiratórias, bloqueando o oxigênio.

E a pneumonia, geralmente causada
por infecções bacterianas ou virais,

ataca os próprios alvéolos.

Patógenos invasores matam
as células pulmonares,

provocando uma resposta imune
que pode causar uma inflamação letal

e acúmulo de líquido.

Todas essas situações impedem
que os pulmões funcionem normalmente.

Mas os ventiladores mecânicos
assumem o processo,

levando o oxigênio para dentro do corpo
quando o sistema respiratório não é capaz.

Essas máquinas conseguem penetrar
as vias respiratórias obstruídas

e levar ar altamente oxigenado para ajudar
os pulmões afetados a espalhar oxigênio.

Os ventiladores funcionam de duas formas:

bombando o ar para dentro dos pulmões
por ventilação com pressão positiva;

ou fazendo o ar ser puxado para dentro
por ventilação com pressão negativa.

No final do século 19,

as técnicas de ventilação concentravam-se
muito mais na pressão negativa,

que é a que mais se aproxima
da respiração natural

e oferece uma distribuição
uniforme do ar nos pulmões.

Para isso, os médicos criaram uma vedação
justa ao redor do corpo do paciente,

colocando-o dentro de uma caixa de madeira
ou num quarto especialmente fechado.

Então o ar era bombado
para fora do compartimento,

diminuindo a pressão do ar

e fazendo a cavidade torácica
do paciente se expandir mais facilmente.

Em 1928, médicos desenvolveram
um dispositivo de metal portátil

com bombas operadas por um motor elétrico.

Essa máquina, conhecida por pulmão de aço,
se tornou uma instalação nos hospitais

em meados do século 20.

No entanto, até os modelos
mais compactos de pressão negativa

restringiam demais
a mobilidade dos pacientes

e dificultavam o acesso dos cuidadores.

Isso fez os hospitais mudarem
para a pressão positiva nos anos 1960.

Para casos mais leves,
ela pode ser não invasiva.

Geralmente, uma máscara
é colocada sobre o nariz e a boca

e preenchida com ar pressurizado que entra
nas vias respiratórias do paciente.

Mas situações mais graves

necessitam de um dispositivo
que assuma todo o processo respiratório.

Um tubo é inserido na traqueia do paciente

para bombar o ar para dentro dos pulmões,

com várias válvulas e tubos ramificados

formando um circuito
de inalação e expiração.

Em ventiladores mais modernos,

um sistema computacional integrado

possibilita a monitoração da respiração
do paciente e o ajuste do fluxo de ar.

Esses equipamentos não são usados
como procedimento padrão,

mas sim como último recurso.

É necessária sedação profunda pra suportar
esse influxo de ar pressurizado,

e ventilação recorrente pode causar
danos pulmonares a longo prazo.

Mas, em situações extremas,

os ventiladores podem ser
a diferença entre a vida e a morte.

E casos como a pandemia de COVID-19

mostraram que eles são
mais importantes do que pensávamos.

Como os modelos atuais são volumosos,

caros e exigem treinamento extensivo
para serem operados,

muitos hospitais têm poucos à disposição.

Eles podem ser suficientes
em circunstâncias normais,

mas, em emergências, esse número
já restrito é utilizado ao limite.

Precisamos urgentemente de ventiladores
portáteis e de mais baixo custo,

além de meios mais rápidos
de produzir e distribuir

essa tecnologia que salva vidas.