Cual es la función de los concentradores de oxígenos en veterinaria

Concentradores de Oxígeno

Los concentradores de oxígeno son un equipo de uso común, donde los cilindros o el almacenamiento de oxígeno líquido serían poco prácticos o prohibitivos, especialmente en áreas remotas o en pequeñas prácticas. Funcionan mediante la extracción de oxígeno del entorno y, como tales, solo requieren aire ambiente y una fuente de electricidad. Se han utilizado con éxito para proporcionar anestesia a los perros (Burn et al. 2016), así como para el suministro de oxígeno durante la anestesia de campo de animales más grandes, incluidos los équidos y la vida silvestre (Fahlman et al. 2012; Coutu et al. 2015) .
Los bajos requisitos de mantenimiento, una huella pequeña y una función confiable los han convertido en una opción popular para los practicantes de animales pequeños con un número limitado de casos quirúrgicos (Shrestha et al. 2002; Burn et al. 2016). Sin embargo, debe tenerse en cuenta que estas unidades tienen algunas desventajas asociadas con su uso y pueden no ser ideales para todas las prácticas generales.

Función

Los concentradores de oxígeno generalmente funcionan mediante un mecanismo de adsorción por oscilación de presión que separa el oxígeno del componente principal del aire, el nitrógeno (Dobson 2001; Dorsch y Dorsch 2008; Rao et al. 2014). Primero, un compresor de aire sirve para conducir el aire ambiente a través de una serie de filtros de partículas para eliminar contaminantes como bacterias, a través de un intercambiador de calor y dentro de un depósito, donde se comprime para mejorar la eficiencia de la adsorción 
Después de la compresión, el aire pasa a través de una serie de válvulas diseñadas para equilibrar el flujo a través de varios lechos de tamiz. Estos tamices contienen un adsorbente, típicamente una sílice y / o zeolita a base de aluminio, que une el Componentes de gas en el aire. La adsorción depende tanto de la naturaleza del adsorbente como de las propiedades del gas, como el tamaño molecular, la polaridad y las propiedades electroquímicas (Friesen 1992; Rao et al. 2014). Los adsorbentes típicos se unen más fuertemente con nitrógeno, dióxido de carbono, vapor de agua y otros gases con un fuerte momento dipolar, y débilmente con oxígeno y gases monoatómicos (Friesen 1992; Dorsch y Dorsch 2008). Los concentradores de oxígeno usan al menos dos columnas de tamiz para proporcionar un suministro continuo de gas producto, ya que una vez que el adsorbente está completamente ocupado por nitrógeno, el gas debe purgarse para permitir una mayor unión. Esto se puede lograr enjuagando con gas producto o mediante la aplicación de una presión negativa breve a la columna. Estas columnas deben estar ligeramente desfasadas entre sí para asegurar la generación continua de oxígeno. Un ciclo más rápido puede ser útil para aumentar la tasa de generación de oxígeno, pero presenta un problema de ingeniería más desafiante (Friesen 1992; Rao et al. 2014).
Después de la adsorción, el gas del producto se pasa a través de un analizador de oxígeno para confirmar la salida de un producto adecuado (Dorsch y Dorsch 2008; Organización Internacional de Normalización [ISO] 2016). Luego se deriva normalmente a un recipiente de almacenamiento de volumen variable. Dependiendo del tamaño de este recipiente, simplemente se puede usar para reducir las fluctuaciones de presión y flujo generadas por el ciclo de las columnas de tamiz, o puede actuar como un tanque de depósito de mayor presión, lo que permite el almacenamiento de gas en situaciones donde la demanda excede la capacidad de suministro de la unidad o durante interrupciones en el suministro de energía (Ezi ‐ Ashi et al. 1983).

Gas del Producto

El estándar USP para el gas oxígeno comprimido requiere una pureza del 99% o más en el producto final (The United States Pharmacopeial Convention, Inc., 1990).

Debido a las ineficiencias en el proceso de adsorción, las unidades para uso médico generalmente no cumplen con este estándar. El estándar actual para los concentradores de oxígeno es que el gas del producto contendrá entre 90 y 96% de oxígeno, y puede denominarse oxígeno 93% USP, oxígeno 90+ o aire enriquecido con oxígeno (ISO 2016). El gas restante en esta mezcla es típicamente una mezcla de nitrógeno y argón, y se ha demostrado que no afecta el resultado del paciente ni la función del equipo (Friesen 1992). Esta composición puede fluctuar un poco durante el curso de un anestésico determinado, pero no debe caer por debajo de este estándar, ya que las tasas de flujo de oxígeno no exceden la tasa máxima de flujo nominal de la unidad. A velocidades de flujo de oxígeno más altas, se espera que la composición de oxígeno del gas del producto disminuya significativamente, lo que puede ser una preocupación clínica, especialmente en un paciente ya hipoxémico o para aquellos pacientes predispuestos a la hipoxemia (Carter et al. 1985 ) Al igual que con todos los eventos anestésicos, el monitoreo de la fracción de oxígeno inspirado es altamente recomendable con el uso de un concentrador de oxígeno (Figura 2.2). Otros factores que pueden reducir la producción de un concentrador de oxígeno incluyen la gran altitud (Bunel et al. 2016) y la alta humedad ambiental (Friesen 1992).
Durante la anestesia de circuito cerrado, se ha observado que el argón se acumula en el circuito anestésico. Si bien es poco probable que esto cause daño clínico a los pacientes, puede presentar una preocupación debido al desplazamiento de oxígeno, especialmente si se utilizan técnicas que incorporan una fracción de oxígeno inspirado de menos del 50%. Como tal, no se recomienda usar flujos de gas fresco de menos de 0.5 L / min cuando se usa un concentrador de oxígeno (Parker y Snowdon 1988; Dorsch y Dorsch 2008). Sin embargo, el argón producido no interfiere con las técnicas convencionales de monitoreo de gases o la función de vaporizadores modernos o medidores de flujo de precisión (Friesen 1992).
Notablemente, en América del Norte, el equipo designado para uso veterinario solo no debe cumplir con los estándares de la FDA, aunque muchos fabricantes optarán por hacerlo. Los médicos y los administradores de hospitales que deseen comprar equipo deben consultar con el fabricante para determinar qué equipo de seguridad está presente, el rendimiento esperado, incluidos los caudales recomendados, y cualquier otra limitación notable particular de un determinado producto.

Uso Clínico

El uso clínico típico de los concentradores de oxígeno es suministrar un flujo continuo de oxígeno para su uso durante los procedimientos que requieren oxígeno suplementario o anestesia inhalatoria en lugar del suministro de tanques de oxígeno (Burn et al. 2016). Sin embargo, en la anestesia de animales grandes, la mayoría de los concentradores de oxígeno son incapaces de suministrar oxígeno a las tasas necesarias para proporcionar incluso anestesia de bajo flujo. Como tal, los concentradores de oxígeno no se usan típicamente para la provisión de anestésicos inhalantes en ese entorno. Sin embargo, se han evaluado en especies más grandes para la provisión de oxígeno suplementario durante la química inmovilización o anestesia intravenosa total, ya sea a través de un suplemento continuo o un suministro pulsado durante la inhalación. Por ejemplo, se han utilizado con éxito en una variedad de especies, incluidos los osos pardos (Fahlman et al. 2014a), el venado cola blanca (Fahlman et al. 2014b), los caballos (Coutu et al. 2015) y una variedad de otras especies de vida silvestre (Fahlman et al. 2012). Se realizaron mejoras significativas en la tensión arterial de oxígeno con la provisión de flujos incluso bajos de 0.5-1 L / min, que están dentro de las capacidades de los concentradores de oxígeno disponibles actualmente.
Los concentradores de oxígeno vienen en diferentes configuraciones de múltiples fabricantes. Por ejemplo, hay grandes unidades que generan oxígeno y lo almacenan en un tanque a granel muy grande para uso hospitalario (Figura 2.3; OxGen OnSite Oxygen Generator, Patterson Veterinary Supply, Columbus, OH). Además, también hay disponibles unidades más pequeñas con la capacidad de almacenar una cantidad moderada de oxígeno (por ejemplo, sistemas Vetroson® Oxy-GenTM, Summit Hill Laboratories, Patterson Veterinary Supply, Columbus, OH; Sistema de generación de oxígeno OG-20, OGSI, Vetamac, Rossville, IN). Los dispositivos que son más portátiles también están disponibles (de muchos fabricantes) para uso remoto o para usar en múltiples áreas del hospital (Figura 2.4; por ejemplo, Sistema de generación de oxígeno OGS-20, OGSI, Vetamac, Rossville, IN; Concentrador de oxígeno E2, Patterson Veterinary Supply, Columbus, OH; Pureline® Series, Supera Anesthesia Innovations, Clackamas, OR). Se alienta a los lectores a comuníquese con cada fabricante en su área para conocer las especificaciones y limitaciones exactas del producto que pueden afectar la entrega en ciertas situaciones.

Ejemplos de concentradores de oxígeno portátiles para su uso en ubicaciones remotas o en máquinas portátiles de anestesia. (A) Concentrador de oxígeno E2, Patterson Veterinary Supply, Columbus, OH. (B) Pureline® Series, Supera Anesthesia Innovations, Clackamas, OR.

Ventajas

Costo
Además de los costos iniciales iniciales para un concentrador de oxígeno, hay poco costo continuo asociado con su uso, más allá del reemplazo o la limpieza de los filtros. Debido a esto, se ha recomendado que dichas unidades se utilicen en áreas remotas o con servicios insuficientes (Friesen 1992; Shrestha et al. 2002; Bradley et al. 2015). Se pueden lograr ahorros monetarios significativos mediante la reducción de la necesidad de tanques de oxígeno, especialmente en áreas donde el envío es poco práctico o costoso (Dobson 2001; Enarson et al. 2008). Muchas reparaciones, cuando sea necesario, pueden ser realizadas a bajo costo y por personal sin capacitación avanzada (Dobson et al. 1996; Bradley et al. 2015).
Fiabilidad
Se ha observado que la mayoría de los concentradores de oxígeno aprobados por la FDA tienen un rendimiento constante durante largos períodos, con pequeños cambios en la producción, excepto en condiciones extremas de humedad y altitud (Dorsch y Dorsch 2008; Bunel et al.2016). En una prueba de campo en un área de bajos recursos de Egipto, de 22 máquinas, solo 2 habían desarrollado problemas mecánicos en 1 año, uno de los cuales fue reparado por técnicos locales (Dobson et al. 1996), con las máquinas produciendo un promedio de 89% de oxígeno durante 3712 horas.
2.5.3 Filtración de contaminantes
Se ha demostrado que el mecanismo de adsorción de zeolita utilizado para concentrar oxígeno es efectivo para filtrar gases contaminantes. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que muchos contaminantes pueden unirse irreversiblemente a las columnas del filtro y, como tal, acortarán la vida útil de las unidades de concentración de oxígeno si se usan en áreas muy contaminadas (Evans et al. 1983; Friesen 1992).
Portabilidad
Los concentradores de oxígeno con una capacidad de almacenamiento mínima son altamente portátiles y se han utilizado en situaciones de campo para proporcionar oxígeno suplementario (Fahlman et al. 2014b). En la práctica con animales pequeños, se han desarrollado máquinas de anestesia para incorporar pequeños concentradores de oxígeno en la base de la unidad.
2.6 Desventajas 2.6.1 Baja presión de gas
Es posible que muchos concentradores de oxígeno no puedan generar suficiente presión para suministrar ventiladores impulsados por gas, que requieren una presión de tubería de aproximadamente
50 psig. Sin embargo, los ventiladores de pistón no tienen este requisito (Carter et al. 1985; Dobson 1992).
Necesidades de mantenimiento
Se requiere un servicio regular, que puede incluir el reemplazo o la limpieza de los filtros. Sin embargo, esto generalmente no es técnicamente desafiante (Bradley et al. 2015). En áreas muy contaminadas, el adsorbente de zeolita puede degradarse con el tiempo, necesitando reemplazo (Evans et al. 1983).
Acumulación de argón
Como se discutió anteriormente, una porción significativa de la producción de gas por los concentradores de oxígeno es gas argón ambiental. Se debe tener cuidado para garantizar que se suministre oxígeno adecuado a los pacientes, incluido el monitoreo de oxígeno inspirado (Parker y Snowdon 1988).
Tasas de flujo limitadas
Pocos concentradores de oxígeno disponibles son capaces de suministrar caudales superiores a 5 l / min, y muchas unidades más pequeñas tienen caudales máximos significativamente menores que este. Los pacientes particularmente grandes, especialmente aquellos en circuitos sin respiración, pueden requerir tasas de flujo de oxígeno mayores de las que una unidad es capaz de suministrar (Carter et al. 1985). Los profesionales deben estar familiarizados con las capacidades de cualquier unidad concentradora de oxígeno en uso.
 Reservas limitadas
Las unidades más pequeñas pueden tener una capacidad de reserva limitada, que puede agotarse rápidamente si la unidad no funciona o si se interrumpe el suministro de electricidad. El oxígeno de reserva, una batería de respaldo y / o una unidad de respaldo, según sea necesario, deben estar fácilmente disponibles en tal caso para garantizar el suministro adecuado de oxígeno, especialmente durante la anestesia con inhalantes (Dobson 1992). En estas situaciones, se puede usar un suministro pulsado de oxígeno si corresponde a la situación.
Peligros
Llama o explosión

Los riesgos principales asociados con el uso de un concentrador de oxígeno están relacionados con el gas del producto. Los concentradores de oxígeno deben mantenerse alejados de cualquier fuente de calor o llama abierta para evitar incendios asociados con fugas inadvertidas del gas del producto. Esto es especialmente importante si se usa un concentrador con un tanque de almacenamiento, lo que agrava el peligro con el de una alta presión fuente de gas, mayor o igual a 350 psig (2400 kPa; Ezi-Ashi et al. 1983). Consulte los Capítulos 1 y 9 para obtener más información sobre los riesgos de los cilindros.

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