Extracto del libro: Cómo el pulmón de acero transformó la atención de la poliomielitis

En 1928, dos estadounidenses inventaron un gran dispositivo de respiración de metal que se convertiría en sinónimo del tratamiento de la poliomielitis.

El artículo adjunto está extraído y adaptado de "The Autumn Ghost: How the Battle Against a Polio Epidemic Revolutionized Modern Medical Care", de Hannah Wunsch

En la década de 1920, la poliomielitis amenazaba al mundo cada año en diferentes pueblos, ciudades y países. Nadie podía predecir dónde golpearía o cuántos caerían. Ese virus que en el siglo anterior apenas había causado enfermedad, ahora sembraba el 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 todos fue cuando el virus atacó los nervios que controlaban los músculos necesarios para respirar. Los niños comenzaban a jadear para respirar. James L. Wilson, un residente (médico en formación) de Harvard durante la década de 1920, describió el horror de atender a pacientes con poliomielitis que no podían respirar: "De todas las experiencias por las que debe pasar el médico, ninguna puede ser más angustiosa que observe la parálisis respiratoria en un niño enfermo de poliomielitis", escribió. "Usando 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 poliomielitis paralítica a fines del siglo XIX, todo tipo de problemas hacían que las personas dejaran de respirar. La neumonía era, por supuesto, extremadamente común. Pero también lo fueron los ahogamientos y otros accidentes, como el envenenamiento por gas. Hubo un gran interés en tratar de descubrir formas de resucitar a las víctimas de ahogamientos y otros eventos repentinos que condujeron a la muerte.

Normalmente, el cuerpo aspira aire hacia los pulmones cuando el diafragma empuja hacia abajo en el abdomen y las costillas se expanden usando los músculos del pecho. Esto crea una presión negativa dentro del tórax, obligando 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 hacia los alvéolos, el tejido de los pulmones formado por formado por diminutos 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, el desecho del cuerpo, pasa de la sangre al aire.

En la exhalación, el cuerpo simplemente se relaja. Los pulmones naturalmente quieren saltar hacia atrás, como un globo después de que se desató 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 es expulsado 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 abran, 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 presión negativa artificial al encerrar el cuerpo en una caja o tubo y crear un sello a su alrededor, con un fuelle o una bomba para luego eliminar el aire de la cámara y crear la presión negativa necesaria para forzar la caja torácica se expanda y los pulmones se abran. Ninguno de estos dispositivos ganó mucha tracción ya que eran engorrosos, propensos a fugas y requerían que alguien manejara los fuelles o bombeara continuamente.

Entonces los niños comenzaron a morir de polio.

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

Drinker nació en Haverford, Pensilvania, el 12 de diciembre de 1894, el año del primer gran brote de polio en los EE. UU. 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 y en diseñar enfoques para mejorar la seguridad del entorno laboral.

En 1921, Drinker ocupó un puesto en la Escuela 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 2000 personas en los EE. UU. 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 del envenenamiento por gas y las descargas eléctricas. Este trabajo fue apoyado por Consolidated Gas and Electric Companies of New York, que tenía un interés personal en mejorar dicha tecnología.

Casi al mismo tiempo, el hermano de Philip Drinker, Cecil, junto con un colega, Louis Agassiz Shaw Jr., estaban jugando con 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 demostró 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 hacían esto tan eficientemente que no necesitaban branquias, pero en tortugas y palomas el intercambio de gas era demasiado pequeño para mantenerlas vivas. Los mamíferos aún no habían sido estudiados.

Shaw encerró al gato con la cabeza fuera. 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 hizo un sello alrededor del cuerpo del gato, Shaw también pudo determinar si el gas se intercambiaba a través de la piel del gato y no solo a través de los pulmones al tomar muestras del gas dentro de la caja. Concluyó que los gatos no usaban su piel para respirar.

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

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

Habiendo establecido que podía mantener vivo a un gato paralizado durante muchas horas, Drinker viajó a Nueva York para contárselo a sus "amigos en 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 dijeron "seguro".

Según su hermana, Drinker se llevó el dinero a casa y comenzó "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 cantidad generosa de cinta adhesiva, Phil fabricó una bomba y la conectó a la caja". Para deslizar a un paciente dentro del tanque, usaron la "enredadera" de un 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 estaba pensando en resucitar a los trabajadores que habían tenido accidentes. Sin embargo, durante el mismo período en que estaba experimentando con gatos, el médico jefe del entonces llamado Children's Hospital Boston, Kenneth D. Blackfan, se acercó a Drinker para que lo ayudara con el cuidado de bebés prematuros.

Blackfan había reconocido que los bebés prematuros no podían regular su temperatura, que fluctuaba con el aire ambiental, lo que aumentaba el riesgo de muerte. Sabía que mantener a estos bebés a una temperatura constante los ayudaría a sobrevivir. En un precursor de las incubadoras modernas, Drinker diseñó "viveros acondicionados" en los 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.

Drinker fue llamado con frecuencia para hacer ajustes a 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 a las salas del hospital infantil. Vio morir a "un par de estos niños desafortunados" y lo describió como una "experiencia desgarradora". Su hermana escribió que "no podía olvidar las pequeñas caras azules, la terrible falta de aire".

Y así, los planes de Drinker cambiaron inesperadamente de la reanimación de trabajadores electrocutados y gaseados a pacientes con polio. Él y Shaw hicieron más pruebas, descubriendo cómo obtener un buen sello 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. Instalaron un pequeño ventilador en la caja que contendría el cuerpo e 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 a "hombres y mujeres normales, elegidos al azar entre el personal de laboratorio del edificio".

La nueva máquina finalmente estuvo lista para 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, desarrollando 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 de niños y lo dejaron en la habitación de la niña; lo encendieron junto a su cama para que pudiera acostumbrarse al sonido: la primera bomba utilizada era muy fuerte.

Para la tarde del 13 de octubre, la respiración de Bertha empeoró ya 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, ya que sintieron que realmente no lo necesitaba todavía. Pero Bertha claramente se estaba deteriorando; primero se le paralizaron los músculos del pecho y del cuello, y pronto también el diafragma. A las 6 a.m. estaba luchando por respirar, con los labios y los dedos azules delatores que mostraban la falta de oxígeno en su cuerpo.

La volvieron a poner en la máquina. Esta vez, Drinker y McKhann aumentaron el ajuste de presión a 30 cm negativos de agua, de modo que con cada ciclo, la máquina creaba tanta presión negativa en la cámara alrededor de su cuerpo, abriendo los pulmones. A medida que la presión volvía a caer a cero y luego cambiaba a una presión positiva (15 cm de agua), los pulmones colapsaban hacia abajo, lo que provocaba que ella exhalara. En solo 15 minutos mejoró dramáticamente. Cuando pudo hablar, pidió helado.

Drinker estaba tan aliviado que comenzó a llorar. A Bertha la sacaron brevemente de la máquina y la colocaron de nuevo en su propia cama, pero a las 4:00 p. m. del mismo día, estaba nuevamente en el respirador. Describió que podía "respirar mejor" en la máquina.

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

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

Uno de los siguientes pacientes fue Barrett Hoyt, estudiante de Harvard. Era asistente del gerente del equipo universitario de hockey sobre hielo y estudiante universitario a solo un año de terminar su carrera 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; en unos pocos minutos, simplemente dijo: "Respiro".

Barrett, descrito más tarde por Drinker como quien experimentó 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 una máquina de respiración de presión negativa se puso de moda en la comunidad médica. Otros hospitales comenzaron a usar las máquinas, y The New York Times y otros periódicos comenzaron a informar sobre pacientes individuales atendidos en el nuevo respirador y brindar detalles sobre cómo les fue. La máquina capturó la imaginación del público.

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

El monstruoso dispositivo de metal estaba 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 notó que cuidar a los pacientes grandes encerrados en su interior, como Barrett Hoyt, era particularmente difícil. El paciente fue colocado sobre una mesa estrecha y encajado en el tubo como una bandeja de pastelería en el horno. En este punto, con la cabeza sobresaliendo por un extremo, estaban completamente cerrados para crear el sello necesario, lo que no permitía a los cuidadores acceder fácilmente al cuerpo del paciente.

Se necesitaron 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, empujaban al paciente de nuevo y volvían a poner en marcha la máquina.

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

Wilson se encargó de mejorar el diseño original, en particular la accesibilidad de los pacientes. Bajó a Atlantic Avenue en Boston y compró unos ojos de buey, que estaban soldados y equipados con collares de goma. Una enfermera o un médico podría abrir los ojos de buey, meter las manos para crear un sello y cuidar al paciente sin perder la presión negativa y la respiración rítmica.

Todavía era engorroso, pero 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 entren y salgan, y un volante para girar el pulmón de hierro (y el paciente dentro) como un pollo asado.

No había vacuna contra la poliomielitis en 1928 y todavía se sabía poco sobre 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 pudieron hacer algo para cambiar el curso natural de la enfermedad. Ahora las personas que habrían muerto por parálisis respiratoria podrían sobrevivir.

Ambos inventores realizaron un trabajo de renombre sobre las toxinas industriales (Philip Drinker) y las enfermedades del aire comprimido (las curvas) 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 fueron conocidos.

Barrett Hoyt, que había pasado cuatro semanas en el pulmón de hierro y un año luchando contra la poliomielitis, se graduó de 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. Esa "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 intensivos en la Universidad de Toronto, así como una cátedra de investigación de Canadá. Vive en Toronto, Ontario y Woods Hole, Massachusetts.

deseo de hannah

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