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Investigadores de las universidades Northwestern y George Wshington (GW) en Estados Unidos, han desarrollado el primer marcapasos transitorio de la historia. Según publican en la revista ‘Nature Biotechology’, se trata de un dispositivo de estimulación inalámbrico, sin batería y totalmente implantable que desaparece cuando ya no es necesario. Ya han demostrado eficacia del marcapasos temporal en modelos animales grandes y pequeños.
Investigadores estadounidenses desarrollan el primer marcapasos temporal que se disuelve en el cuerpo cuando no se necesita
El dispositivo es fino, flexible y ligero. Asimismo, se podría utilizarse en pacientes que necesitan un marcapasos temporal tras una intervención quirúrgica o a la espera de un marcapasos permanente. Todos los componentes del marcapasos son biocompatibles. Además, los componentes se absorben de forma natural en los biofluidos del cuerpo en el trascurso de cinco a siete semanas, sin necesidad de extracción quirúrgica.
El marcapasos recoge energía de forma inalámbrica de una antena externa y remonta mediante protocolos de comunicación de campo cercano. Utiliza la misma tecnología que se utiliza en los teléfonos inteligentes para los pagos electrónicos y en las etiquetas RFID. Esto elimina la necesidad de baterías voluminosas y hardware rígido, incluido los cables o plomos. Los cables no solo pueden introducir infecciones, sino que también pueden quedar envueltos en el tejido cicatricial, causando más daños al ser retirados.
Los componentes de este nuevo dispositivo se absorben de forma natural en los biofluidos del cuerpo, sin necesidad de extracción quirúrgica
“Los dispositivos colocados en el corazón o cerca de él entrañan riesgos de infección y otras complicaciones”, afirma John A.Rogers, de Northwestern, que dirigió el desarrollo del dispositivo. “Nuestros marcapasos inalámbricos y temporales superan los principales inconvenientes de los dispositivos temporales tradicionales al eliminar la necesidad de utilizar cables percutáneos para los procedimientos de extracción quirúrgica. Esto ofrece la posibilidad de reducir los costes y mejorar los resultados de la atención al paciente. Este tipo inusual de dispositivo podría representar el futuro de la tecnología de estimulación temporal”.
Asimismo, el Dr. Rishi Arora, cardiólogo de Northwestern Medicine que codirigió el estudio, añade que “a veces los pacientes sólo necesitan marcapasos de forma temporal, quizá tras una operación a corazón abierto, un infarto o una sobredosis de fármacos. Una vez estabilizado el corazón del paciente, podemos retirar el marcapasos. El estándar actual de atención implica la inserción de un cable, que permanece en su lugar de tres a siete días. Estos tienen el potencial de infectarse o desprenderse”. Por su parte, Igor Efimov, de la GW, que codirigió el estudio con Rogers y Arora, explica que “la plataforma de electrónica transitoria abre un capítulo totalmente nuevo en la medicina y en la investigación biomédica”.
Igor Efimov: “La plataforma electrónica transitoria abre un capítulo totalmente nuevo en la medicina y en la investigación biomédica”
En este sentido, Efimov explica que “los materiales biorreabsorbibles en los que se basa esta tecnología permiten crear toda una serie de dispositivos transitorios de diagnóstico y terapéuticos para controlar la progresión de las enfermedades y las terapias, suministrar terapias eléctricas, farmacológicas y celulares, y reprogramar genes, entre otras cosas”.
En la actualidad, para implantar un marcapasos temporal tras una operación a corazón abierto, los cirujanos deben coser electrodos de marcapasos temporales en el músculo cardíaco durante la intervención. Estos cables salen de la parte delantera del pecho del paciente y se conectan a una caja de estimulación externa que suministra una corriente para controlar el ritmo del corazón. Cuando el marcapasos temporal deja de ser necesario, los médicos retiran los electrodos del marcapasos. Aunque son poco frecuentes, las posibles complicaciones de los marcapasos temporales implantados incluyen infecciones, desprendimientos, desgarros o daños en los tejidos, hemorragias y coágulos de sangre.
El dispositivo, totalmente implantable, es ligero y fino: tiene 250 micras de grosor y pesa menos de medio gramo
Con este marcapasos, los cirujanos y los pacientes pueden evitar este procedimiento potencialmente arriesgado. El dispositivo, totalmente implantable, es ligero y fino: tiene 250 micras de grosor y pesa menos de medio gramo. Suave y flexible, encapsula electrodos que se laminan suavemente sobre la superficie del corazón para emitir un impulso eléctrico.
“En lugar de utilizar cables que pueden infectarse y desprenderse, podemos implantar este marcapasos biocompatible sin cables. Los circuitos se implantan directamente en la superficie del corazón y podemos activarlos a distancia”, destaca Arora. Así, a lo largo de varias semanas, este nuevo tipo de marcapasos se “disuelve” o degrada por sí solo. De esta manera se evita la necesidad de retirar físicamente los electrodos del marcapasos. Se trata de una victoria potencialmente importante para los pacientes postoperados.
Según avanza, “con nuevas modificaciones, podría ser posible implantar estos marcapasos biorreabsorbibles a través de una vena de la pierna o el brazo. En este caso, también podría ser posible proporcionar un marcapasos temporal a los pacientes que han sufrido un ataque al corazón o a los pacientes que se someten a procedimientos basados en catéteres, como el reemplazo de la válvula aórtica transcatéter”.
Con nuevas modificaciones del dispositivo, podría ser posible implantar estos marcapasos bioreabsorbibles a través de una vena de la pierna o el brazo
El Dr. Duc Thinh Pham, cirujano cardíaco de Northwestern Medicine, que ha realizado más de 2.000 cirugías cardíacas a lo largo de su carrera. Por ello, destaca que, “además de resolver el problema principal de los pacientes ocasionales de poscirugía cardíaca que necesitan un marcapasos temporal debido a bloqueos o arritmias, el dispositivo aborda el problema secundario de la comodidad del paciente, su capacidad de moverse libremente y su rehabilitación. Si tiene éxito, este dispositivo mejorará en gran medida el curso postoperatorio del paciente”.
Este es el segundo ejemplo de medicina electrónica biorreabsorbible del laboratorio de Rogers, que lleva más de una década estudiando la electrónica transitoria. En 2018, Rogers y sus colegas demostraron el primer dispositivo electrónico biorreabsorbible del mundo, un implante biodegradable que acelera la regeneración de los nervios.
Así el Dr. Bradley Knight, Profesor Distinguido de Cardiología Chester C. y Deborah M. Cooley en Feinberg y coautor del estudio, reconoce que “es evidente que se necesitan mejores marcapasos cardíacos temporales. Cuando conocí el estimulador nervioso biorreabsorbible, me puse en contacto con el profesor Rogers para explorar la posibilidad de utilizar esta tecnología para marcar el ritmo cardíaco”.
Variando la composición y el grosor de los materiales del dispositivo, se controlar el número exacto de días que permanece funcional antes de disolverse
Dependiendo del paciente, un marcapasos temporal puede ser necesario desde un par de días hasta varias semanas. Variando la composición y el grosor de los materiales del dispositivo, el equipo de Rogers puede controlar el número exacto de días que permanece funcional antes de disolverse.
“Construimos estos dispositivos con distintos tipos de materiales seguros y biorreabsorbibles y con arquitecturas optimizadas para garantizar un funcionamiento estable durante un periodo de tiempo algo más largo que el clínicamente necesario”, explica Rogers.
Por último, asegura: “Podemos adaptar los dispositivos para abordar un amplio espectro de tiempos de vida relevantes. Las tecnologías transitorias, en general, podrían algún día proporcionar terapia o tratamiento para una amplia variedad de condiciones médicas sirviendo, en cierto sentido, como una forma de ingeniería de la medicina”.
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