Os pulmões funcionam como uma bomba aerodinâmica acionada por contração muscular.

Estímulos vindo de regiões do sistema nervoso central promovem a contração de músculos da caixa torácica, gerando uma pressão negativa em relação ao ar ambiente. Essa diferença de pressão faz com que o ar entre nos pulmões - semelhante ao que ocorre quando tentamos aspirar com uma seringa algum medicamento: ao puxarmos o embolo, geramos uma pressão negativa e o líquido desloca-se para o seu interior.
A expiração faz-se de forma passiva – como o ar saindo de um balão quando abrimos a sua saída.

A poliomielite é uma doença viral que, num percentual de infectados, compromete a função muscular. Essa perda de controle motor pode variar desde pequenos grupos musculares até formas graves que levam à tetraplegia.
Os maiores problemas acontecem quando a perda de força compromete os músculos responsáveis pela respiração.
Sem trocas gasosas, a vida se vai em poucos minutos.

A poliomielite mata por insuficiência respiratória, não por danificar os pulmões, como a Covid-19 faz, mas atacando neurônios motores na medula espinhal, enfraquecendo ou cortando a comunicação entre o sistema nervoso central e os músculos. A paralisia resultante significa que os músculos que tornam possível respirar não funcionam mais.

A doença atingiu seu pico nas décadas de 1940 e 1950, quando morriam por ano pelo menos 600 mil pessoas – geralmente por insuficiência respiratória.
A solução para manter vivos esses pacientes veio de uma equipe da Universidade de Harvard.

O pulmão de aço, como foi apelidado, era uma enorme caixa de metal onde o paciente ficava encarcerado. Só a cabeça ficava de fora. 
A sucção era gerada por foles. Alimentado por um motor, o equipamento produzia a necessária pressão negativa para que houvesse a entrada de ar nos pulmões. Quando o ar era bombeado de volta, a mudança de pressão suavemente o esvaziava.

Quando a equipe médica necessitava abrir o equipamento para a realização de higiene corporal, o paciente mantinha-se sem respirar.

Os modelos foram sendo aperfeiçoados, incorporando pequenas escotilhas que permitiam a higiene dos, geralmente, pequenos pacientes.
  
O pulmão de aço se tornou uma característica de hospitais que tratavam pacientes com poliomielite em meados da década de 1900. Em 1939, cerca de 1.000 pulmões de aço estavam em uso nos EUA.

A maioria dos pacientes ficava preso ao aparelho por algumas semanas ou meses, dependendo da gravidade do comprometimento muscular. Mas alguns ficavam com os músculos permanente paralisados – e deveriam enfrentar o confinamento pelo resto de suas vidas. 

A primeira vacina contra a poliomielite, desenvolvida por Jonas Salk, entrou em uso em 1955.

Os últimos pulmões de aço foram fabricados no final dos anos 60 e aposentados pela eficácia vacinal.