Extracto del libro: Cómo el pulmón de hierro transformó la atención de la polio

En 1928, dos estadounidenses inventaron un gran dispositivo respiratorio metálico que se convertiría en sinónimo del tratamiento de la polio.

El artículo adjunto es un extracto y una adaptación de "The Autumn Ghost: How the Battle Against a Polio Epidemic Revolutionized Modern Medical Care", de Hannah Wunsch.

En la década de 1920, la polio amenazaba al mundo cada año en diferentes pueblos, ciudades y países. Nadie podía predecir dónde golpearía ni cuántos caerían. Este virus que en el siglo anterior apenas había causado enfermedades ahora estaba sembrando terror, dejando a su paso parálisis y muerte. Los médicos tenían poco que ofrecer: el reposo en cama era el mantra de la época.

El más devastador de todo fue cuando el virus atacó los nervios que controlaban los músculos necesarios para respirar. Los niños empezarían a respirar con dificultad. James L. Wilson, residente (médico en formación) en Harvard durante la década de 1920, describió el horror de cuidar a pacientes de polio que no podían respirar: "De todas las experiencias que debe atravesar el médico, ninguna puede ser más angustiosa que observar la parálisis respiratoria en un niño enfermo de poliomielitis", escribió. "Utilizando cada vez con mayor vigor todos los músculos accesorios disponibles del cuello, los hombros y la barbilla, en silencio, sin perder el aliento para hablar, con los ojos muy abiertos y asustados, consciente casi hasta el último aliento".

Mucho antes de que llegara la polio paralítica a finales del siglo XIX, todo tipo de problemas provocaban que las personas dejaran de respirar. Por supuesto, la neumonía era extremadamente común. Pero también lo fueron los ahogamientos y otros accidentes, como el envenenamiento por gas. Había un gran interés en tratar de encontrar formas de resucitar a las víctimas de ahogamientos y otros acontecimientos repentinos que condujeron a la muerte.

Normalmente, el cuerpo aspira aire hacia los pulmones cuando el diafragma empuja hacia el abdomen y las costillas se expanden utilizando los músculos del pecho. Esto crea una presión negativa dentro del pecho, lo que obliga a los pulmones a expandirse para llenar el vacío con aire que entra por la boca o la nariz, a través de las cuerdas vocales, baja por la tráquea y los bronquios y llega a los alvéolos, el tejido de los pulmones. formado por pequeños sacos de aire. En los alvéolos los gases se difunden entre el aire y la sangre. El oxígeno del aire llega al torrente sanguíneo y el dióxido de carbono, los desechos del cuerpo, pasa de la sangre al aire.

Al exhalar, el cuerpo simplemente se relaja. Los pulmones naturalmente quieren retroceder, como un globo después de desatar el nudo que retiene el aire. El diafragma vuelve a subir, los músculos de la pared torácica se relajan y las costillas vuelven a su posición natural de reposo. El aire sale de la tráquea, a través de la boca y la nariz.

A medida que se desarrolló cierta comprensión de la anatomía y la fisiología, se hizo evidente que había dos formas posibles de llevar aire a los pulmones: aumentar la presión negativa alrededor de los pulmones para que las fuerzas externas los abrieran, de la misma manera que ocurre la respiración normal, o empujar aire u otro gas directamente a los pulmones con presión positiva, como inflar un globo, un enfoque considerado "antinatural".

Mucha gente experimentó con ambas opciones durante el siglo XIX y principios del XX sin gran éxito. Una serie de intentos de científicos a principios del siglo XIX crearon una presión negativa artificial encerrando el cuerpo en una caja o tubo y creando un sello alrededor, con un fuelle o bomba para luego eliminar el aire de la cámara y crear la presión negativa necesaria para forzar la caja torácica se expande y los pulmones se abren. Ninguno de estos dispositivos ganó mucha tracción porque eran engorrosos, propensos a fugas y requerían que alguien manejara los fuelles o bombeara continuamente.

Luego los niños empezaron a morir de polio.

El primer gran avance en la atención de los pacientes con polio provino de una fuente poco probable: un profesor de higiene industrial en la Escuela de Salud Pública de Harvard. Philip Drinker no se propuso cambiar la atención a los pacientes de polio. Lo que más interesaba a Drinker eran problemas como la contaminación del aire en las fábricas y los accidentes laborales.

Drinker nació en Haverford, Pensilvania, el 12 de diciembre de 1894, el año del primer brote importante de polio en Estados Unidos. Estudió ingeniería química en la Universidad de Lehigh antes de alistarse en el ejército en 1917. Estuvo destinado en el extranjero para trabajar en la preparación de revestimientos de fuselajes de aviones y después de la guerra trabajó como ingeniero industrial, centrándose en comprender los problemas de salud asociados con la contaminación del aire en fábricas y astilleros e ideando enfoques para mejorar la seguridad del entorno laboral.

En 1921, Drinker asumió un puesto en la Facultad de Medicina de Harvard como instructor de fisiología aplicada y luego, en 1923, se convirtió en instructor de ventilación e iluminación en la nueva Escuela de Salud Pública de Harvard.

A principios de la década de 1920, más de 2.000 personas en Estados Unidos morían cada año por "intoxicación por gases y vapores". Entonces, en 1926, Drinker fue nombrado miembro de una comisión recién formada en el Instituto Rockefeller, encargada de mejorar los métodos de reanimación en caso de envenenamiento por gas y descargas eléctricas. Este trabajo contó con el apoyo de Consolidated Gas and Electric Companies de Nueva York, que tenía un gran interés en mejorar dicha tecnología.

Por esa misma época, el hermano de Philip Drinker, Cecil, junto con un colega, Louis Agassiz Shaw Jr., estaban probando un método para medir la respiración de diferentes animales, incluido el gato. Colocaron un animal anestesiado dentro de un pletismógrafo: una caja de metal unida a un espirómetro, que mide la presión, y un dispositivo para medir los cambios de volumen.

Una de las preguntas de Shaw, a la que respondió en una publicación de 1928, era si los gatos, y los mamíferos en general, podían respirar a través de la piel. En 1904, August Krogh había demostrado que las palomas, las tortugas, las ranas y las anguilas absorbían oxígeno a través de la piel y emitían dióxido de carbono, un fenómeno llamado respiración cutánea. Las anguilas lo hacían con tanta eficacia que no necesitaban branquias, pero en las tortugas y las palomas el intercambio de gases era demasiado pequeño para mantenerlas con vida. Los mamíferos aún no habían sido estudiados.

Shaw selló al gato con la cabeza afuera. Luego pudo medir cuánto aire entraba y salía de los pulmones mientras el gato respiraba mirando un tubo en forma de U medio lleno de agua. Cuando el gato inhaló, el nivel del agua cambió y pudieron calcular cuánto aire había entrado en los pulmones del gato. Debido a que el pletismógrafo selló alrededor del cuerpo del gato, Shaw también pudo determinar si se estaba intercambiando gas a través de la piel del gato y no solo a través de los pulmones tomando muestras del gas dentro de la caja. Llegó a la conclusión de que los gatos no utilizaban la piel para respirar.

Drinker observó estos experimentos y parecía consciente de posibles aplicaciones a los humanos y su respiración. Realizó su propio experimento paralizando a un gato con curare, sellándolo en la caja y luego bombeando aire hacia dentro y hacia fuera con una jeringa, manteniendo al gato con vida durante unas horas. Al sacar aire de la caja, creó una presión negativa como lo habían hecho otros antes que él, succionando aire por la tráquea del gato hasta los pulmones. Cuando empujó aire dentro de la caja, la presión volvió a aumentar. Los pulmones podrían retroceder junto con la caja torácica, provocando que el gato exhale.

Intrigados, Drinker y Shaw comenzaron a seguir jugando, utilizando gatos para sus experimentos, y demostraron que podían mantener vivos a esos animales paralizados indefinidamente respirando por ellos.

Habiendo descubierto que podía mantener vivo a un gato paralizado durante muchas horas, Drinker viajó a Nueva York para contárselo a sus "amigos de la compañía de gas". Les pidió que le dieran "algo de dinero para hacer una máquina del tamaño de un hombre que fuera lo suficientemente grande" para sostenerlo y le dijeron "seguro".

Según su hermana, Drinker se llevó el dinero a casa y empezó "pidiéndole a un hojalatero que hiciera una caja lo suficientemente grande para un hombre. Un armario de la escuela contenía varias aspiradoras de segunda mano, desechadas por una empresa del estado de Nueva York que fabricaba ventiladores industriales. Con dos de estos motores más limpios y una generosa cantidad de cinta adhesiva, Phil hizo una bomba y la enganchó a la caja". Para deslizar a un paciente dentro del tanque, utilizaron una "enredadera" de mecánico de garaje, la tabla con ruedas que desliza a una persona debajo del chasis de un automóvil.

Una vez que terminaron de experimentar con gatos, y con la versión de tamaño humano completa, Drinker y Shaw pasaron a experimentar con ellos mismos: primero el propio Drinker entró en la caja, y luego Louis Freni, un trabajador de la morgue de Harvard que los estaba ayudando.

Drinker no era médico y no estaba familiarizado con los pacientes de polio; originalmente pensaba en reanimar a los trabajadores que habían sufrido accidentes. Sin embargo, durante el mismo período en que experimentaba con gatos, el médico jefe de lo que entonces se llamaba Children's Hospital Boston, Kenneth D. Blackfan, se acercó a Drinker para que lo ayudara con el cuidado de los bebés prematuros.

Blackfan había reconocido que los bebés prematuros no podían regular su temperatura, que fluctuaba con el aire ambiente, lo que aumentaba su riesgo de muerte. Sabía que mantener a estos bebés a una temperatura constante les ayudaría a sobrevivir. En un precursor de las incubadoras modernas, Drinker diseñó "guarderías acondicionadas" en las que la temperatura del aire podía controlarse estrictamente, adquiriendo ventiladores, sopladores y otros equipos necesarios a través de sus relaciones con varias compañías de gas y electricidad.

A Drinker lo llamaban con frecuencia para que hiciera ajustes en estos invernaderos. En una de estas visitas, Blackfan y su colega, James Gamble, mencionaron que necesitaban ayuda para niños en etapas terminales de parálisis respiratoria por polio. "Con algunas dudas", Drinker se dirigió al hospital infantil. Vio morir a "un par de estos desafortunados niños" y lo describió como una "experiencia desgarradora". Su hermana escribió que "no podía olvidar las caritas azules, las terribles faltas de aire".

Y así, los planes de Drinker cambiaron inesperadamente de la reanimación de trabajadores gaseados y electrocutados a pacientes de polio. Él y Shaw hicieron más pruebas, descubriendo cómo conseguir un buen sellado en su tanque y determinando cuánta presión negativa ejercer para abrir los pulmones de manera constante.

También notaron que cuando el cuerpo estaba sellado en el tanque de metal y la bomba no estaba funcionando, rápidamente se calentaba demasiado y necesitaban una forma de enfriar el interior de la máquina. Colocaron un pequeño soplador en la caja que contendría el cuerpo y hicieron circular el aire a través de una lata de hielo, que deshumidificó y enfrió el aire. Para todo este refinamiento, utilizaron como sujetos de prueba "hombres y mujeres normales, elegidos al azar entre el personal del laboratorio del edificio".

La nueva máquina finalmente estuvo lista a su satisfacción y la probaron en un paciente el 13 de octubre de 1928. Bertha Richard tenía 8 años y vivía con su padre, Alexander, un trabajador de la construcción, y su madre, Madeline, en Waltham. , Massachusetts. Había estado enferma durante tres días y desarrolló fiebre, dolor de cabeza y rigidez en el cuello y la espalda.

Cuando ingresó en el Children's Hospital Boston el viernes 12 de octubre, su brazo izquierdo estaba débil y tenía dificultad para respirar. Recibió una punción lumbar, un procedimiento que se utilizó para ayudar a confirmar el diagnóstico de polio. Sabiendo que Bertha tenía pocas posibilidades de sobrevivir, el pediatra Charles McKhann llamó a Drinker y Shaw. Llevaron su nuevo artilugio al hospital infantil y lo dejaron en la habitación de la niña; La encendieron junto a su cama para que pudiera acostumbrarse al sonido; la primera bomba utilizada era muy ruidosa.

En la tarde del 13 de octubre, la respiración de Bertha empeoró y a las 4 de la tarde la colocaron en la máquina, principalmente para probarla y asegurarse de que funcionaba y acostumbrarla. Ella lo hizo bien. La sacaron porque sintieron que todavía no lo necesitaba. Pero Bertha claramente se estaba deteriorando; Primero se paralizaron los músculos del pecho y del cuello, y pronto también el diafragma. A las 6 de la mañana le costaba respirar y los reveladores labios y dedos azules mostraban una falta de oxígeno en su cuerpo.

La volvieron a meter en la máquina. Esta vez, Drinker y McKhann aumentaron la presión hasta 30 cm negativos de agua, de modo que con cada ciclo, la máquina creó esa presión negativa en la cámara alrededor de su cuerpo, succionando los pulmones para abrirlos. Cuando la presión volvió a caer a cero y luego pasó a una presión positiva (15 cm de agua), los pulmones colapsarían nuevamente, provocando que ella exhalara. En sólo 15 minutos mejoró dramáticamente. Cuando pudo hablar, pidió helado.

Drinker se sintió tan aliviado que empezó a llorar. A Bertha la sacaron brevemente de la máquina y la volvieron a colocar en su propia cama, pero a las 4 pm del mismo día, ya estaba nuevamente en el respirador. Describió que podía "respirar mejor" en la máquina.

Los residentes se turnaban para sentarse con ella día y noche. A pesar de la máquina, la neumonía la abrumó y murió a las 8 de la tarde del 19 de octubre, con tan solo 8 años, 7 meses y 10 días. Había estado en el nuevo artilugio, con respiración asistida, durante 122 horas.

No obstante, el experimento se consideró un éxito. Antes de que comenzara la neumonía, cuando el problema era sólo la parálisis por la polio, Bertha se sentía cómoda y podía respirar, e incluso hablar, cuando estaba en la máquina.

Uno de los siguientes pacientes fue Barrett Hoyt, un estudiante de Harvard. Era subdirector del equipo universitario de hockey sobre hielo y estudiante universitario a solo un año de terminar sus estudios cuando ingresó con polio en el cercano Hospital Peter Bent Brigham el 13 de septiembre de 1929. Estaba jadeando y ahogándose cuando lo colocaron en el tubo gigante; A los pocos minutos, simplemente dijo: "Respiro".

Barrett, descrito más tarde por Drinker como quien había experimentado un "largo asedio en la máquina", finalmente se recuperó. Drinker y Shaw publicaron sus cuidadosas observaciones sobre la construcción y el uso del nuevo dispositivo en The Journal of Clinical Investigation.

De repente, la insuficiencia respiratoria no era una sentencia de muerte. Su versión de un respirador de presión negativa tuvo gran aceptación en la comunidad médica. Otros hospitales comenzaron a utilizar las máquinas, y The New York Times y otros periódicos comenzaron a informar sobre pacientes individuales atendidos con el nuevo respirador y a dar detalles sobre cómo les fue. La máquina capturó la imaginación del público.

El respirador Drinker and Shaw se convirtió en el respiratorio Drinker-Collins, a menudo abreviado como respiratorio Drinker, dejando al pobre Shaw fuera del centro de atención. Denominado "pulmón mecánico" y luego "pulmón de metal" en The New York Times, el nombre que finalmente prevaleció fue "pulmón de hierro", un término que apareció repentinamente en los EE. UU. el 1 de octubre de 1930, cuando varios Varios periódicos publicaron el artículo de Associated Press sobre el "respirador bebedor, comúnmente conocido como 'pulmón de hierro'", que fue transportado en camión desde Harvard hasta Maine, y "al que se le atribuye haber salvado la vida de Norman Hibbard de Bridgton".

El monstruoso dispositivo de metal estuvo a punto de convertirse en sinónimo del tratamiento de la polio. La relación entre humanos y máquinas había cambiado irrevocablemente.

Si bien el pulmón de acero era una maravilla de la tecnología, Wilson señaló que cuidar a pacientes grandes encerrados en él, como Barrett Hoyt, era particularmente difícil. Colocaron al paciente sobre una mesa estrecha y lo introdujeron en el tubo como si fuera una bandeja de masa en el horno. En ese momento, con la cabeza sobresaliendo por un extremo, estaban completamente encerrados para crear el sello necesario, lo que no permitía a los cuidadores acceder fácilmente al cuerpo del paciente.

Se necesitaban seis personas para bañar a un paciente. El equipo clínico tuvo que detener la máquina, sacar a la persona y moverse lo más rápido posible para completar la tarea antes de que el paciente se pusiera azul y se asfixiara lentamente ante sus ojos. Tan pronto como terminaban, metían al paciente nuevamente y encendían la máquina nuevamente.

Y luego estaba el ruido. Las bombas que accionaban los respiradores, suministradas por Electric Blower Company, eran fiables, pero "su ruido es un inconveniente en el trabajo hospitalario", señalaron Drinker y Shaw en su primer artículo.

A Wilson se le encomendó la tarea de mejorar el diseño original, en particular la accesibilidad de los pacientes. Bajó a Atlantic Avenue en Boston y compró algunas portillas, que estaban soldadas y provistas de collares de goma. Una enfermera o un médico podrían abrir las ventanillas, meter las manos para crear un sello y cuidar al paciente sin perder la presión negativa y la respiración rítmica.

Todavía era engorroso, pero era una gran mejora. Versiones posteriores saqueadas de la industria del automóvil; Los modelos británicos incorporaron partes del automóvil Morris Minor, incluida la tapa de gasolina, para permitir que los tubos entraran y salieran, y un volante para girar el pulmón de hierro (y al paciente dentro) como un pollo asado.

En 1928 no existía ninguna vacuna contra la polio y todavía se conocía poco cómo se transmitía la enfermedad. Los casos eran inevitables y los hospitales de todo el mundo vieron un flujo constante de pacientes con polio. Con el pulmón de acero, los médicos finalmente podrían hacer algo para cambiar el curso natural de la enfermedad. Ahora personas que habrían muerto por parálisis respiratoria podrían sobrevivir.

Ambos inventores realizaron trabajos de renombre sobre las toxinas industriales (Philip Drinker) y las enfermedades del aire comprimido (las curvaturas) en el buceo en aguas profundas (Louis Agassiz Shaw). Pero debido a que el respirador que inventaron fue literalmente un salvavidas, siempre fue esa "maldita máquina", como la llamó Drinker, por la que los dos hombres eran conocidos.

Barrett Hoyt, que había pasado cuatro semanas en el pulmón de acero y un año luchando contra la polio, se graduó en Harvard un año tarde, en 1930. Trabajó durante muchos años para Liberty Mutual Insurance Company en Boston, e incluso pudo jugar golf. Murió en 1972. Aquella “maldita máquina” le dio 44 años más de vida.

Hannah Wunsch es médica de cuidados intensivos e investigadora en Sunnybrook Health Sciences Center. Es profesora de anestesiología y medicina de cuidados críticos en la Universidad de Toronto, así como catedrática de investigación de Canadá. Vive en Toronto, Ontario y Woods Hole, Massachusetts.

deseo de hanna

Este artículo fue publicado originalmente por Undark el 19 de mayo de 2023.