L’Infant Flow nella storia della neonatologia e l’applicazione dell’effetto ‘Coandă’ nella ventilazione non invasiva del neonato

L’effetto ‘Coandă’ è un fenomeno fluidodinamico che consente il sollevamento degli aerei, scoperto da uno scienziato e ingegnere rumeno Henri Marie Coandă (1886 – 1972), pioniere dell’aviazione, fisico e ideatore del motore a reazione. La scoperta avvenne per caso osservando la caduta del suo aereo, il “Coandă 1910”, e notando che le fiamme e il gas incandescente emesso dal fuoco tendevano a restare vicini alla fusoliera.

Coandă, insieme ad altri colleghi, studiò per 20 anni questo fenomeno e in suo onore Albert Metral, lo battezzò ‘Effetto Coandă’.

Questo effetto è alla base di molte invenzioni aeronautiche e della progettazione dei veicoli supersonici e si può definire come la tendenza di un getto di fluido a seguire il contorno di una superficie vicina. Per capir meglio il fenomeno possiamo proporre l’esempio del cucchiaio da cucina, che avvicinandolo ad un getto d’acqua farà deviare il flusso d’acqua sulla sua superficie convessa.

Facendo oscillare il cucchiaio possiamo sentire e vedere chiaramente l’acqua seguire tale superficie. Lo stesso effetto è stato sfruttato anche in medicina, per esempio, in un sistema che si chiama Infant Flow, che permette di realizzare la ventilazione non invasiva (NIV) del neonato, attraverso una pressione continua nelle vie aeree creata da un generatore a jet. Il sistema è unico e ingegnoso perché sfrutta tre principi fisici e cioè l’effetto ‘Bernoulli’, ‘Venturi’ e ‘Coandă’.

E’ un sistema tra i più efficienti perché genera una pressione di CPAP, in prossimità delle narici del neonato, costante e stabile con un flusso variabile. In inspirazione, si ha un flusso proporzionale allo sforzo inspiratorio del neonato, attraverso due iniettori, sfruttando l’effetto ‘Bernoulli’ e ‘Venturi’.

Il flusso espiratorio viene accelerato grazie all’effetto ‘Coandă’.

In espirazione il flusso espiratorio devia anche il flusso erogato dagli iniettori verso la linea espiratoria del circuito, che ha un diametro maggiore rispetto alla linea inspiratoria e quindi una resistenza inferiore, che si traduce in una riduzione del lavoro respiratorio (WOB) del neonato.

La pressione rimane, così, costante sia in inspirazione che in espirazione spontanea, ma ciò che varia è il flusso. Nella CPAP convenzionale durante l’espirazione il lavoro del pz non può essere ridotto, perché egli deve respirare contro un flusso continuo. Invece con questo sistema durante la fase espiratoria si ha l’inversione di tutto il flusso continuo. Inoltre si ha una maggiore stabilità del livello di pressione-CPAP rispetto ai sistemi di CPAP convenzionali basati sulla valvola espiratoria.

Domenico Dentico e Raffaele Manzari

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