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Un corazón artificial que no late
A principios de este mes, la Administración de Alimentos y Medicamentos aprobó el primer corazón artificial completamente implantable. Brinda esperanza a los pacientes que están cerca de la muerte por insuficiencia cardíaca; sin embargo, persisten algunos problemas importantes, a saber, su gran tamaño y su vida útil relativamente corta.
El HeartMateII es un dispositivo de asistencia cardíaca de flujo continuo. El cirujano cardíaco Bud Frazier y su equipo están trabajando con dos de estos dispositivos para desarrollar un corazón artificial de flujo continuo. (Cortesía: Texas Heart Institute)
Un nuevo concepto de corazón artificial podría resolver algunos de esos problemas. Pero su innovadora arquitectura sin pulsos también podría plantear sus propios problemas.
Los corazones artificiales funcionan bombeando sangre desoxigenada del cuerpo a los pulmones. Luego, el dispositivo bombea sangre oxigenada a través del cuerpo. El dispositivo recientemente aprobado, llamado AbioCor, fabricado por Abiomed, con sede en Massachusetts, utiliza un sistema de bombeo hidráulico implantado para simular un latido natural del corazón. Pero un diseño alternativo, concebido por O.H. Bud Frazier, un destacado cirujano cardíaco y pionero en el desarrollo de dispositivos cardíacos en el Instituto del Corazón de Texas en Houston, bombea sangre a través del cuerpo continuamente, en lugar de con los latidos periódicos del corazón normal.
Las bombas que funcionan según este principio, conocidas como bombas de flujo continuo, ya están en uso clínico como parte de los dispositivos de asistencia ventricular, que se implantan en pacientes con alguna función cardíaca restante para ayudar a que la sangre circule por el cuerpo. (Los corazones artificiales reemplazan al corazón por completo).
Las bombas de flujo continuo son como pequeñas máquinas turbo, dice Tim Baldwin, director de programa de la rama de tecnología avanzada y cirugía del Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre en Bethesda MD. Son más duraderos y le permiten fabricar dispositivos más pequeños.
Con el diseño de flujo continuo de Frazier para un corazón completamente artificial, un corazón severamente dañado se extrae y se reemplaza con dos bombas de rotor que continuamente hacen circular la sangre a través del cuerpo, asumiendo completamente la función del corazón.
En experimentos preliminares realizados durante los últimos dos años, Frazier y su equipo han implantado pares de dispositivos de asistencia ventricular disponibles comercialmente en terneros a los que se les extrajo el corazón. Los investigadores dicen que los dispositivos pudieron bombear sangre y responder a las necesidades de los animales en función de sus actividades. Pones esto en el ganado y se ponen de pie y mugen y comen y se preguntan por qué todos los miran de manera tan rara, dice William Cohn, colaborador de la investigación y director de tecnología quirúrgica mínimamente invasiva en el Texas Heart Institute. Ves una vaca meneando la cola y dices, guau, este es el futuro del corazón artificial.
La mayor ventaja de las bombas axiales o de rotor es que son pequeñas y relativamente sencillas. El corazón de AbioCor, por ejemplo, es tan grande que solo se puede implantar en personas con cavidades torácicas grandes, lo que lo hace inadecuado para la mayoría de las mujeres. Las bombas axiales tienen aproximadamente el tamaño del pulgar de un adulto y pueden bombear más sangre que un corazón normal, dice Frazier.
Las bombas de flujo continuo también son más duraderas debido a la simplicidad de su diseño: la única parte móvil es el rotor. Otras bombas funcionan bien, pero hay muchas partes móviles, por lo que están sujetas a desgaste mecánico, dice Cohn. El corazón de AbioCor durante más tiempo funcionó en los ensayos clínicos fue de 18 meses, mientras que los dispositivos de flujo continuo están diseñados para funcionar durante 10 años o más.
Frazier también dice que las bombas de flujo continuo pueden responder mejor a las necesidades cambiantes de sangre del cuerpo. Si está caminando, se bombea más sangre de regreso al corazón y el corazón automáticamente bombeará más, dice. Si aumenta la presión en un lado de la bomba, el flujo a través del dispositivo aumenta automáticamente, lo que permite que la bomba responda como un corazón nativo, dice Frazier.
Pero, ¿qué pasa con el impacto a largo plazo de vivir sin pulso? Esa pregunta es un tema de vivo debate en la comunidad de dispositivos cardíacos. Akif Undar, médico e investigador cardíaco de la Penn State University, dice que el pulso es importante para que la sangre llegue a todos los pequeños capilares que alimentan los órganos. Creo que se verían daños en los órganos de los animales con un corazón [sin pulsaciones], dice. Otros, como Yukihiko Nose del Baylor College of Medicine, dicen que los estudios en animales realizados por su grupo muestran que los dispositivos de flujo continuo pueden ser tan seguros como los dispositivos que usan una bomba con pulso.
Frazier y su equipo pretenden responder a esta pregunta de manera más definitiva con experimentos con animales a largo plazo, a la espera de la financiación del proyecto. (Los experimentos más largos que los investigadores han llevado a cabo hasta ahora duraron 20 días). El equipo también está diseñando bombas especializadas diseñadas para usarse como corazones artificiales, con rotores que responden de manera más eficiente a los cambios en el flujo. Se necesita hacer mucho trabajo antes de que esto pueda siquiera considerarse para una aplicación clínica, advierte Baldwin del NHLBI.
Aún no está claro quiénes serían los principales candidatos para el corazón sin pulso, en caso de que resulte seguro y eficaz en estudios con animales. Debido a que la tecnología del corazón artificial sigue siendo tan riesgosa, la aprobación actual de la FDA para el corazón AbioCor limita el dispositivo a pacientes con insuficiencia cardíaca que no son elegibles para un trasplante y probablemente morirían en un mes. Cohn espera que en el futuro, la tecnología del corazón artificial sea mucho más segura y fácil de usar, ampliando el grupo potencial de pacientes. No me sorprendería que en los Juegos Olímpicos de 2050 hubiera divisiones [competidoras] estándar y modificadas, dice.