TIC. Corazones que son de regalo

La insuficiencia cardíaca que ocurre cuando la función del corazón de una personas se debilita y no puede bombear de forma eficiente sangre rica en oxígeno y nutrientes a órganos como el cerebro, el hígado y los riñones provocando síntomas en todo el cuerpo, es uno de los mayores retos para la salud pública y causas de muerte en el mundo. Dos equipos de científicos, uno americano y otro europeo, trabajan mediante distintos enfoques tecnológicos para tratar distintas etapas de las afecciones cardíacas que, cuando se agravan, se aborda mediante un trasplante de corazón, que no siempre llega a tiempo para salvar a vida del paciente.

Médicos, ingenieros e investigadores de la universidad de Salud y Ciencias de Oregón (https://www.ohsu.edu/xd/) en Estados Unidos, están desarrollando un dispositivo para reemplazar de forma permanente los corazones humanos defectuosos. El dispositivo fue diseñado originalmente por el doctor ya retirado Richard Wampler, médico residente quirúrgico en Oregón, bajo la dirección del doctor Albert Starr, quien coinventó e implantó con éxito la primera válvula cardíaca artificial del mundo en 1960 y ahora tiene estatus de emérito en Oregón.

«La Universidad de Salud y Ciencias de Oregón fue la primera en tener una válvula cardiaca artificial, y ahora nuestro objetivo es ser los primeros en tener un corazón artificial total, práctico y permanente», señala el doctor Sanjiv Kaul, director del Instituto Cardiovascular Knight de la institución y profesor de medicina cardiovascular, en la Escuela de Medicina de la Universidad de Salud y Ciencias de Oregón, que está avanzando en el diseño de Wampler. Este corazón artificial está diseñado para reemplazar de manera permanente un corazón defectuoso en la mayoría de los adultos y niños de 10 años de edad o más, según la Universidad de Salud y Ciencias de Oregón.

Con un diseño muy simple, está destinado a sustituir los dos ventrículos por un tubo de titanio que contiene una varilla hueca recubierta de aleación de titanio, que se desplaza hacia adelante y hacia atrás, según informa esta universidad. Este movimiento de ida y vuelta mueve la sangre a los pulmones para que pueda tomar oxígeno y luego envía la sangre rica en oxígeno resultante a todo el cuerpo, según la Universidad de Salud y Ciencias de Oregón.

COMO EL PULSO HUMANO

«El diseño simple y eficiente de este corazón artificial duradero y robusto hace que su potencial de fallo sea muy bajo» según Kaul. Está alimentado por un dispositivo controlador y un paquete de baterías recargables que los usuarios podrían llevar en un bolsillo o una mochila, o colocarse en un cinturón y que, más adelante, podrían implantarse bajo la piel y recargarse desde el exterior.

«Otros diseños de corazones artificiales tienen muchas partes complejas y móviles, y cuantas más piezas haya en una máquina, más elementos podrían romperse o funcionar mal», señala Kaul.

El dispositivo de la Universidad de Salud y Ciencias de Oregón no tiene válvulas y su varilla hueca interior está suspendida con cojinetes hidrodinámicos, lo que significa que nunca toca el tubo dentro del cual se mueve.

El corazón artificial de Oregón también crea un flujo sanguíneo que imita el pulso humano natural, reduciendo el daño sanguíneo, el riesgo de coagulación de la sangre y algunas de las complicaciones, como el sangrado gastrointestinal y el accidente cerebrovascular, según esta universidad.

La Universidad de Salud y Ciencias de Oregón creó una empresa derivada llamada OregonHeart, en 2014, de donde salieron dos prototipos sucesivos del dispositivo que probaron en animales en la Universidad de Louisville: una versión más grande implantada en vacas, y otra lo suficientemente pequeña como para caber en humanos y ensayada en ovejas.

Esta firma planea implantar la versión más pequeña del corazón artificial total en ovejas en nuevos estudios y, si este dispositivo marcha bien en los ensayos con estos animales, prevé solicitar permiso federal para realizar ensayos clínicos con personas.

Paralelamente, la compañía francesa Carmat está trabajando en otro dispositivo médico para tratar la fase terminal de la insuficiencia cardíaca que afecta a los dos ventrículos, y para la que el trasplante de corazón sigue siendo el único tratamiento alternativo eficaz.

Este corazón artificial bioprotésico cuenta con superficies en contacto con la sangre fabricadas con materiales compatibles con el tejido humano, lo que reduce los riesgos tromboembólicos (formación de coágulos sanguíneos que puedan interrumpir el flujo sanguíneo), según esta firma (www.carmatsa.com).

La unidad de bombeo de este corazón imita las dos etapas del latido natural: cuando el músculo cardíaco se relaja y permite que las cámaras se llenen de sangre (diástole), y cuando el músculo se contrae y bombea sangre a las arterias (sístole), según Carmat.

UNA VÁLVULA INTELIGENTE

Es un corazón artificial inteligente que se autorregula, ya que ofrece una respuesta inmediata y automatizada a las necesidades fisiológicas del paciente.

Este corazón cuenta con cuatro válvulas, dos ventrículos (cada uno separado por una membrana en dos cavidades más pequeñas), unas bombas miniaturizadas que empujan la sangre y el fluido hidráulico del mecanismo y un dispositivo electrónico que regular el flujo, en base a los datos medidos por unos sensores de presión. El dispositivo también dispone de una bolsa flexible con líquido hidráulico que se expande y contrae emulando los latidos cardíacos, y un cable que atraviesa la piel y conecta la prótesis a un ‘kit’ externo, que incluye un controlador y unas baterías.

Este proyecto de corazón artificial lo crearon el profesor Alain Carpentier y Matra Défense (Grupo Airbus), cuenta entre sus socios al fabricante de válvulas cardiacas Edwards Lifesciences, y está dirigido por el licenciado en electrónica y tecnología digital Marc Grimmé, en su parte técnica, y por el doctor en medicina Petrus ‘Piet’ Jansen, en su faceta médica.

En 2016 se completó un estudio de viabilidad de este dispositivo que fue implantado en cuatro pacientes en riesgo inminente de muerte. Actualmente está en marcha en Francia, Kazajstán, República Checa y Dinamarca un segundo estudio llamado Pivotal, para comprobar la seguridad y eficacia de este corazón artificial al implantarlo en veinte pacientes con insuficiencia cardíaca biventricular terminal.

«Desde el punto de vista clínico, ya hemos realizado un tercio de las implantaciones previstas en el estudio Pivotal que es uno de los hitos clave que nos acercan a nuestro objetivo de obtener la marca CE (conformidad europea) para este corazón artificial total en 2019», señala Stéphane Piat, director general de Carmat.

La compañía francesa también ha iniciado conversaciones con la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos) de los Estados Unidos para iniciar estudios clínicos en ese país.