San Valentín Jilted puede decir que no hay cura para un corazón roto. Pero la ayuda está en camino para aquellos cuyos corazones están enfermos, gracias a un conjunto innovador de tecnologías que algún día podrían beneficiar a millones de personas que sufren de insuficiencia cardíaca.
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El corazón usa cuatro cámaras para bombear sangre a todo el cuerpo: una aurícula y un ventrículo a cada lado. Después de que la sangre se enriquece con oxígeno en los pulmones, se envía a la aurícula izquierda y a través del ventrículo izquierdo para que pueda bombearse por todo el cuerpo. La sangre sin oxígeno regresa a la aurícula derecha del corazón, luego se mueve al ventrículo derecho y se bombea nuevamente a los pulmones.
La mayoría de los pacientes con trasplante de corazón han sido hospitalizados varias veces por insuficiencia cardíaca grave porque uno o ambos lados de sus corazones no funcionan correctamente. Esto es comúnmente causado por daño a los músculos del corazón o las válvulas de las cámaras, enfermedad coronaria, enfermedades hereditarias o infecciones virales.
Máquinas de corazón "ponibles"
El corazón artificial Jarvik-7 estaba hecho de poliuretano, y cada cámara tenía aproximadamente el tamaño de un puño. (Bettmann / CORBIS) Solo 2.000 a 2.500 corazones de donantes están disponibles cada año en los EE. UU., Lo que significa que miles de pacientes críticos deben esperar meses o incluso años para un trasplante, si pueden sobrevivir tanto tiempo. SynCardia Total Artificial Heart, heredero de la tecnología utilizada en los famosos dispositivos Jarvik de la década de 1980, es, con mucho, el corazón artificial más utilizado, con más de 1.350 implantes exitosos desde que se aprobó su uso. Actúa como un puente crítico, permitiendo que los pacientes que sufren de insuficiencia cardíaca en fase terminal biventricular sobrevivan hasta que esté disponible un trasplante humano.
Sin embargo, hasta hace poco, muchas personas que usaban el dispositivo SynCardia estaban confinadas en el hospital, porque los motores y dispositivos electrónicos del corazón están alojados fuera del cuerpo en un dispositivo controlador grande y pesado. El controlador se conecta al corazón artificial con dos tubos, y crea un latido artificial al llenar "globos" dentro de los ventrículos artificiales del dispositivo. Eso empuja la sangre hacia el sistema circulatorio a una velocidad de 2.5 galones por minuto. El sistema simplifica las partes móviles dentro del corazón artificial, lo que explica, en parte, su tasa de falla extremadamente baja de menos del uno por ciento.
Pero la calidad de vida reducida para los pacientes atrapados en una habitación de hospital puede pasar factura. Entonces, después de cuatro años de pruebas, la FDA aprobó el controlador portátil Freedom en julio de 2014. En uso en Europa desde 2010, este dispositivo permite a los pacientes reemplazar los controladores de hospitales del tamaño de un lavavajillas con una unidad más pequeña que pesa solo 13.5 libras. Se puede llevar en una mochila o en un carrito o andador rodante. La unidad funciona con baterías de iones de litio y puede recargarse enchufando a un tomacorriente de pared estándar o cargador de automóvil, lo que permite a los pacientes regresar a casa y vivir una vida relativamente normal mientras esperan los trasplantes.
¿Cuánto puede ayudar el dispositivo a un receptor cardíaco artificial? Considere el caso de Randy Shepherd: cuando era adolescente, su corazón había sido dañado por la fiebre reumática y sus dos ventrículos ya no podían bombear suficiente sangre para mantenerlo con vida. Shepherd recibió un corazón SynCardia en junio de 2013. Menos de un año después, Shepherd usó su unidad Freedom para completar una caminata de 4.2 millas como participante en Pat's Run cerca de Phoenix, Arizona.
"Si bien no me siento necesariamente inspirador, sí siento [que] mostrarle a la gente lo que es posible es importante, que la vida no termina con un mal diagnóstico médico", escribió poco después del evento en Reddit Ask Me Anything. Shepherd, conocido como el "Hombre de hojalata", recibió un trasplante de corazón de donante en octubre de 2014 después de vivir con su corazón artificial durante 15 meses. Él especula que la actividad física que pudo disfrutar con la unidad Freedom podría incluso haber aumentado sus probabilidades de Una recuperación exitosa.
Parte máquina, parte vaca
Un corazón artificial CARMAT. (ESTERA DEL COCHE) Para la mayoría de los pacientes, un corazón SynCardia está destinado a ser una solución temporal hasta que esté disponible el calor de un donante. El objetivo más desafiante es diseñar una solución permanente.
En Francia, los investigadores están utilizando una mezcla de componentes artificiales y biológicos para hacer precisamente eso. El corazón artificial CARMAT está formado por dos cámaras divididas por la mitad por una membrana. Un lado alberga un sistema de bombeo de motores y fluidos, que mueve la membrana para forzar la sangre del otro lado al sistema circulatorio. Los sensores y controles microelectrónicos monitorean la presión y ajustan las tasas de flujo para que coincidan con la actividad de un paciente, permitiendo que la frecuencia cardíaca se adapte al ejercicio, por ejemplo.
La superficie de la membrana que enfrenta el sistema de bombeo está hecha de poliuretano, mientras que la otra cara en contacto con la sangre humana se ha construido con tejidos de corazones de vaca. Las válvulas artificiales del corazón también están hechas de tejido de vaca, y los diseñadores esperan que estos materiales biológicos esterilizados químicamente alivien los problemas que han afectado a los corazones artificiales pasados. Por ejemplo, la incompatibilidad del cuerpo con materiales sintéticos puede destruir los glóbulos rojos o provocar la coagulación.
El primer receptor del corazón CARMAT, un hombre de 76 años con enfermedad terminal, recibió el implante en diciembre de 2013 y murió en marzo del año siguiente. El segundo paciente que recibió el dispositivo salió del Hospital de la Universidad de Nantes el 19 de enero armado con un suministro de batería externo ligero y portátil. El hombre recibió el corazón el verano pasado como parte de un ensayo clínico.
"Nuestra mayor recompensa ha sido la alegría del paciente al no solo reclamar un nivel de actividad que era impensable hace solo unos meses gracias a la bioprótesis, sino más importante poder vivir una vida real en casa con familiares y amigos", dijo el jefe de CARMAT. El oficial ejecutivo Marcello Conviti dijo en un comunicado de prensa.
Viviendo sin latidos
Además de los riesgos del rechazo biológico, un gran problema para los diseñadores de corazón artificial ha sido igualar la increíble durabilidad del diseño de la Madre Naturaleza. Un corazón humano sano tiene que bombear unos 35 millones de veces al año, una carga de trabajo increíble que los ingenieros han tenido dificultades para adaptarse a cualquier dispositivo.
Los investigadores del Instituto del Corazón de Texas están abordando ese problema con una solución final, creando un corazón que no late en absoluto, sino que proporciona un flujo continuo de sangre. Su concepto de corazón artificial total BiVACOR tiene una historia comprobada detrás. Cuando ambos lados del corazón fallan, se hace necesario un trasplante. Pero si solo un lado no está bombeando adecuadamente, el corazón puede tratarse con implantes que aumentan el flujo. Los dispositivos de asistencia ventricular izquierda (LVAD, por sus siglas en inglés) son implantes de flujo continuo que estimulan los corazones enfermos con un impulsor que gira constantemente y empuja la sangre a través del cuerpo, a veces tomando la mayor parte o casi toda la producción de bombeo del corazón humano. Más de 20, 000 personas actualmente lucen estos ayudantes cardíacos tipo turbina.
Buscando expandir esta tecnología al reemplazo de corazón completo, los investigadores han diseñado un dispositivo con solo una parte móvil: un rotor con dos palas que gira dentro de una pequeña cámara de titanio. Una cuchilla más pequeña fuerza la sangre a través de la cámara derecha hacia los pulmones, mientras que una más grande la mueve fuera de la cámara izquierda hacia el sistema circulatorio y a través del cuerpo. El rotor está suspendido por campos magnéticos, lo que reduce aún más el desgaste al eliminar la fricción. La tecnología MAGLEV controla la rotación de las cuchillas para que coincida con el nivel de actividad del usuario.
El corazón BiVACOR es una de las pocas opciones lo suficientemente pequeñas como para ser implantadas en un niño, un avance clave sobre otros esfuerzos artificiales que pueden ser demasiado voluminosos incluso para adultos más pequeños. Como todas las tecnologías de corazón artificial hasta la fecha, el sistema tiene desventajas potenciales. Reemplazar el bombeo natural con una hélice somete la sangre a un poco de espuma que puede provocar hemorragias internas, accidentes cerebrovasculares u otras complicaciones. Pero el concepto tiene al menos una historia de éxito temprana.
Una versión anterior de BiVACOR fue implantada en un paciente con enfermedad terminal, Craig Lewis, en el Texas Heart Institute en marzo de 2011. Lewis vivió durante seis semanas antes de morir de insuficiencia hepática y renal relacionada con su afección cardíaca, que era tan grave que no había corriente. el tratamiento hubiera entregado una vida útil más larga. Pero demostró que era posible sobrevivir por más tiempo de lo que se pensaba con solo el suave zumbido de una hélice dentro de su pecho.
