Científicos desarrollan un corazón artificial más flexible y duradero
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Nicholas Cohrs y sus colegas en el Laboratorio de Materiales Funcionales de la ETH Zurich University en Suiza tienen un nuevo concepto para lo que ellos llaman un corazón artificial suave.
Al desarrollar un corazón artificial que se asemeja mucho al propio corazón de un receptor, Cohrs y su equipo esperan crear un dispositivo que pueda mantener vivos a los pacientes durante años sin necesidad de otra cirugía de trasplante arriesgada.
AdvertisementAdvertisementDurante casi 50 años, los cirujanos han trasplantado corazones artificiales a pacientes que de otro modo morirían de insuficiencia cardíaca.
Estos dispositivos están hechos de plástico y metal. Pueden mantener la vida durante días e incluso meses, mientras los pacientes esperan corazones de donantes.
En algunos casos, un trasplante de corazón artificial puede ser permanente y puede durar varios años, pero la probabilidad de sobrevivir más de cuatro años es menos del 60 por ciento. El récord de vivir más tiempo con un corazón artificial es de cinco años.
AnuncioLas complicaciones que pueden ocurrir a partir de un trasplante de corazón artificial incluyen sangrado, infección y falla orgánica.
Un problema común con corazones artificiales es su tendencia a permitir la coagulación de la sangre debido a su composición rígida.
AdvertisementAdvertisementLos coágulos de sangre pueden provocar accidentes cerebrovasculares.
Probar un toque suave y personalizado
Un corazón artificial con menos rigidez, entonces, podría mejorar el flujo sanguíneo y disminuir las posibilidades de coagulación.
Inicialmente, Cohrs y su equipo experimentaron con la silicona, una sustancia que generalmente no reacciona, es estable y es resistente a ambientes extremos. También tiene varias aplicaciones de ciencias de la vida.
"Por supuesto, la silicona es un material artificial, que no es tejido humano y no se puede comparar directamente con él", dijo Cohrs a Healthline. "Sin embargo, es un material blando y puede imitar las propiedades materiales del tejido humano hasta cierto punto. Lo utilizamos porque es un material establecido para implantes y está disponible de muchos proveedores diferentes. "
El corazón de silicona se diseñó utilizando un software de diseño asistido por computadora (CAD), que produce un órgano blando que se asemeja al corazón humano en composición, forma y función.
AdvertisementAdvertisementPara un trasplante real, una tomografía computarizada del corazón del paciente formaría la base del diseño, asegurándose de que sea un ajuste perfecto.
Se requieren modificaciones de diseño en el corazón para permitir que se mueva por sí solo, incluida una cámara que se infla y desinfla con aire presurizado.
En sus experimentos, el equipo de Cohrs usó una impresora 3D para crear un molde plástico del corazón.
Anuncio"Fabricamos nuestro corazón artificial no directamente mediante impresión 3D, pero necesitamos impresoras 3D, porque no es posible fabricar un dispositivo tan suave con las técnicas de fabricación tradicionales", dice Cohrs."Imprimimos en 3D un negativo del corazón y lo usamos como un molde, que luego disolvemos. "
Inicialmente, el molde se llenó con silicona, lo que dio como resultado un corazón de 13 onzas, un dispositivo aproximadamente un tercio más pesado que el corazón adulto promedio.
AdvertisementAdvertisementCuando se implanta, se sutura a las válvulas, arterias y venas, y se alimenta con un controlador neumático externo portátil.
Cohrs y su equipo probaron su corazón de silicona en abril de 2016 colocándolo en una máquina híbrida de simulacro de circulación. Los resultados demostraron que el flujo sanguíneo del corazón de silicona imitaba el de un corazón humano real.
Sin embargo, el corazón de silicona duró aproximadamente 3,000 latidos antes de romperse por el estrés. Con un ritmo cardíaco en reposo de 60 latidos por minuto, el corazón fallaría en menos de una hora.
AnuncioLos científicos publicaron sus hallazgos en la revista Artificial Organs
Más allá de la silicona
Desde sus experimentos iniciales, el equipo de Cohrs cambió de silicona a otros materiales.
AdvertisementAdvertisement"Estamos probando diferentes polímeros para hacer que el corazón artificial sea más estable y aumentar la vida útil", dijo Cohrs. "También cambiamos y optimizamos la geometría. "
Su último corazón dura 1 millón de latidos, o aproximadamente 10 días de vida.
Más modificaciones mejorarán el corazón, aunque pueden pasar décadas antes de que esté listo para la prueba de la vida real.
"Nuestro objetivo final sería, por supuesto, un corazón artificial suave que puede producir un flujo sanguíneo natural y fisiológico, tiene una vida útil suficiente y no causa eventos adversos", dijo Cohrs. "Aún no se sabe si esto es posible, pero estamos contentos con los primeros resultados. "
" Desarrollar un implante artificial interno tan complejo es muy difícil y requiere mucho tiempo ", agregó Cohrs. "Realmente no podemos predecir cuándo podríamos tener un corazón funcional final que cumpla todos los requisitos y esté listo para la implantación. Esto generalmente lleva años. "
" Pero con la publicación de nuestra investigación, presentamos una prueba de concepto de suavidad en la terapia cardíaca artificial. "
El proceso que Cohrs y su equipo han utilizado, aprovechando el software CAD simple y la impresión en 3D, podría permitir una amplia disponibilidad de corazones artificiales personalizados.
Estos corazones, a su vez, podrían durar más tiempo que los dispositivos de hoy en día, tal vez hasta 15 años, y con suerte para el resto de la vida de un destinatario.
