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Biomedicina

Lo último en corazones artificiales: mitad vaca, mitad máquina

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Una empresa francesa se prepara para poner a prueba un complejo corazón artificial que combina la biología con la maquinaria.

  • por Susan Young | traducido por Francisco Reyes (Opinno)
  • 31 Mayo, 2013

Cardio cíborg: Las válvulas biológicas en la parte superior del corazón artificial de Carmat mueven la sangre a través del cuerpo.

Un nuevo tipo de corazón artificial que combina materiales sintéticos y biológicos, así como sensores y software para detectar el nivel de esfuerzo del paciente y ajustar la salida en consecuencia, va a ser probado en pacientes en cuatro centros de cirugía cardiaca en Europa y el Medio Oriente. Si la 'bioprótesis', creada por Carmat, con sede en París, demuestra ser segura y eficaz, podría ser usada con pacientes que estén a la espera de un trasplante de corazón. Actualmente, solo un corazón totalmente artificial, creado por SynCardia, con sede en Tucson, Arizona, tiene la aprobación regulatoria de EE.UU., Canadá y Europa para su uso en pacientes.

Los intentos por sustituir al completo un corazón humano con una prótesis comenzaron hace décadas. Crear un dispositivo que pueda soportar las duras condiciones del sistema circulatorio del cuerpo y bombee de forma fiable 35 millones de veces al año, como lo hace el corazón, es un enorme reto. Otras complicaciones, como por ejemplo los derrames cerebrales provocados por coágulos de sangre en implantes de corazón artificiales, también han causado varios reveses. Por estas razones, los corazones totalmente artificiales suelen servir como medida temporal, o como 'puente al trasplante', aunque la Agencia Estadounidense del Medicamento (FDA, por sus siglas en inglés) haya concedido recientemente una exención para uso humanitario a uno de los corazones artificiales de SynCardia para pacientes que actualmente no puedan optar a un donante de corazón.

Pero la gran necesidad de encontrar un tratamiento que salve la vida de los pacientes con insuficiencia cardíaca ha impulsado a los investigadores, tanto en el mundo académico como en la industria privada, a tratar de crear un mejor corazón artificial. Alrededor de 5,7 millones de personas en EE.UU. sufren de insuficiencia cardíaca en un momento dado, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. En estos pacientes, la capacidad de bombeo del corazón se ha vuelto tan débil que no puede suministrar suficiente oxígeno y nutrientes al cuerpo. A veces, el fallo se limita a un lado del corazón y puede ser tratado con un implante que aumente el flujo pero no sustituya al corazón por completo. Sin embargo, en aquellos casos en que ambos lados del corazón estén fallando, el paciente necesita un trasplante de corazón. Además, puesto que la demanda de trasplantes de corazón es muy superior a la cantidad de donaciones, los pacientes pueden llegar a esperar años a encontrar un donante de corazón, mientras que otros podrían no contar con esa opción en absoluto debido a otros problemas de salud.

Un corazón artificial podría proporcionar un puente para salvar la vida del paciente mientras espera un trasplante. Los cirujanos han implantado corazones artificiales SynCardia en más de 1.000 pacientes. El aire es bombeado desde el sistema de control externo (que ha evolucionado recientemente desde un gran controlador de 190 kilos hasta uno de 6 que se puede llevar puesto) a través de tubos que se conectan al dispositivo a través de la piel. Los soplos de aire expanden dos pequeños globos dentro de cada cámara del corazón artificial, y esto impulsa la sangre fuera de la prótesis.

En el diseño de Carmat, dos cámaras están cada una divididas por una membrana que mantiene fluido hidráulico en un lateral. Una bomba motorizada mueve el fluido hidráulico dentro y fuera de las cámaras, y dicho fluido hace que la membrana se mueva. La sangre fluye a través del otro lateral de cada membrana. El lado de la membrana que está de cara a la sangre está hecho de tejido de corazón de vaca, para hacer que el dispositivo sea más biocompatible. "La idea era desarrollar un corazón artificial en el que los elementos móviles en contacto con la sangre estuvieran hechos de un tejido que fuera [más adecuado] para el entorno biológico", indica Piet Jansen, director médico de Carmat.

Eso podría hacer que los pacientes dependieran menos de los medicamentos anticoagulación. El dispositivo de Carmat también utiliza válvulas hechas de tejido de corazón de vaca y tiene sensores para detectar el aumento de la presión dentro del dispositivo. Esa información se envía a un sistema de control externo que puede ajustar la velocidad de flujo en respuesta a un aumento de la demanda, por ejemplo cuando el paciente hace ejercicio.

El sistema fue desarrollado mediante la colaboración entre los Sistemas Europeos Aeroespacial y de Defensa y Alain Carpentier, cirujano cardiaco pionero en la reparación de válvulas de corazón.

"Es un equipo genial, y solo me preocupa el tamaño y la durabilidad mecánica", afirma William Cohn, cirujano cardiaco en el Instituto del Corazón de Texas en Houston (EE.UU.). La mayoría de los corazones artificiales no duran más que unos pocos años, señala Cohn, puesto que se enfrentan a la tarea de bombear 100.000 veces o más al día. "Un dispositivo que dure de dos a tres años es, en el mejor de los casos, un recurso temporal antes de un trasplante".

El dispositivo de Carmat es solo uno entre varios corazones artificiales en fase de desarrollo en todo el mundo. Cohn y sus colegas han estado probando otra especie de corazón artificial, que no genera latidos, pero que en su lugar bombea continuamente sangre a través del cuerpo. La esperanza es que un corazón de flujo continuo, aunque sea bastante diferente al órgano natural, evite el riesgo de fallo mecánico que se cierne sobre los corazones artificiales de flujo pulsante.

Recientemente, el Instituto del Corazón de Texas reclutó al ingeniero australiano Daniel Timms para que trajera a Houston su novedoso corazón artificial de flujo continuo. El dispositivo es pequeño, no produce un pulso, y tiene una sola parte móvil: un rotor de levitación magnética con dos impulsores, uno que empuja la sangre desde el cuerpo a los pulmones para que sea reoxigenada, y otro que empuja la sangre rica en oxígeno al cuerpo. La simplicidad del diseño, que según Cohn debería resistir el desgaste mecánico, contrasta con el complejo corazón artificial de Carmat, que contiene muchas partes móviles. Sin embargo, al sistema de Timms aún le queda mucho antes de ser probado en pacientes, y en primer lugar será puesto a prueba en vacas.

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