Redacción
Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts de Estados Unidos (MIT) han creado un corazón biorrobótico que late como uno real. Para ello, han combinado un corazón biológico y una bomba robótica de silicona, centrándose en una válvula en el lado izquierdo del corazón. El trabajo, publicado en la revista Device, señala que el simulador de válvula cardiaca puede imitar la estructura, función y movimiento de un corazón sano o enfermo. Esto permite a los cirujanos e investigadores demostrar diversas intervenciones mientras recopilan datos en tiempo real.
“El simulador tiene un gran beneficio como herramienta de investigación para quienes estudian diferentes condiciones e intervenciones de las válvulas cardíacas. Puede servir como plataforma de formación quirúrgica para médicos y estudiantes de medicina, permitir a los ingenieros de dispositivos estudiar sus nuevos diseños e incluso ayudar a los pacientes a comprender mejor su propia enfermedad y sus posibles tratamientos”, explica Ellen Roche, autora principal e ingeniera biomédica del MIT.
Las nuevas intervenciones se someten a rigurosas pruebas en simuladores cardíacos y en animales antes de llegar a los humanos. Sin embargo, los simuladores cardiacos actuales no capturan completamente la complejidad de un corazón y tienen una vida útil corta, de dos a cuatro horas. Los estudios en animales son costosos y requieren mucho tiempo, y es posible que los hallazgos no siempre se traduzcan en humanos. El corazón biorrobótico puede salvar estas brechas como un método menos costoso con una vida útil de meses.
El simulador de válvula cardiaca puede imitar la estructura, función y movimiento de un corazón sano o enfermo
Los investigadores se centraron en la regurgitación mitral, un trastorno en el que la válvula entre las cámaras izquierdas del corazón no se cierra correctamente. Esto da como resultado una válvula cardiaca con fugas por donde la sangre puede fluir hacia atrás. Esta afección, que afecta a unos 24,2 millones de personas en todo el mundo, puede provocar dificultad para respirar, hinchazón de las extremidades e insuficiencia cardíaca. Dada la complejidad de la estructura de la válvula, las cirugías para corregir el trastorno son muy complejas, lo que destaca la necesidad de tecnología eficaz y técnicas quirúrgicas precisas.
Para comprender mejor la válvula mitral en estados sanos y enfermos, el equipo construyó un corazón biorrobótico basado en un corazón de cerdo. Los investigadores reemplazaron el músculo cardíaco en la cámara izquierda con un sistema de bomba robótica suave fabricado en silicona y accionado por aire. Cuando se infla, el sistema gira y aprieta el corazón como un músculo cardíaco real, bombeando sangre artificial a través de un sistema de circulación simulado y simulando el latido de un corazón biológico.
El sistema permitió a los investigadores recopilar datos en tiempo real durante la cirugía y es compatible con las tecnologías de imágenes actuales utilizadas en las clínicas
Cuando el equipo dañó la válvula mitral en el corazón biorrobótico, mostró características de una válvula cardíaca con fugas. Luego, el equipo hizo que los cirujanos cardíacos corrigieran el daño con tres técnicas diferentes: anclar el tejido de las valvas de la válvula con cuerdas artificiales, reemplazar la válvula con una válvula protésica e implantar un dispositivo para ayudar a cerrar las valvas de la válvula.
Los tres procedimientos fueron exitosos y la presión, el flujo y la función cardíaca volvieron a la normalidad. El sistema también permitió a los investigadores recopilar datos en tiempo real durante la cirugía y es compatible con las tecnologías de imágenes actuales utilizadas en las clínicas. Debido a que la sangre artificial utilizada en el sistema es clara, también permite la visualización directa del procedimiento. Los hallazgos demostraron que el dispositivo es un nuevo modelo de corazón.
“Para los cirujanos fue realmente interesante ver cada paso”, señala la autora principal. “Cuando trabajas con pacientes, no puedes visualizar el proceso porque hay sangre en el corazón”. Ella prevé su modelo de corazón como un entorno realista para la formación y la práctica de la cirugía cardiaca. A continuación, el equipo pretende optimizar el sistema cardiaco biorrobótico actual acortando el tiempo de producción y alargando aún más la vida útil.
En lugar de utilizar un corazón de cerdo, también están explorando la tecnología de impresión 3D para recrear un corazón humano sintético para el sistema. “Nuestro corazón biorrobótico puede ayudar a mejorar el ciclo de diseño del dispositivo, permitir iteraciones rápidas, obtener la aprobación de los organismos reguladores y lanzarlos al mercado rápidamente”, concluye Ellen Roche.
