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Cardiología

Corazón auxiliar

Un dispositivo desarrollado en el Instituto Dante Pazzanese será implantado en el primer paciente este mismo año

art4469img1EDUARDO CESARLa primera cirugía para el implante de un corazón artificial desarrollada en Brasil será realizada al final de este año. Ésa es la expectativa de los responsables del dispositivo, un equipo conformado por médicos, ingenieros, tecnólogos y biomédicos del Instituto Dante Pazzanese de Cardiología de São Paulo, de la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo (USP), de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), de la Universidad São Judas Tadeu, de la Facultad Armando Álvares Penteado, del Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) de São José dos Campos y de la Facultad de Tecnología de Sorocaba. El dispositivo ya atravesó todos los test de laboratorio y en animales, y solamente aguarda el aval del Ministerio de Salud para su implantación en humanos. Bautizado con el nombre de corazón artificial auxiliar (CAA), será implantado en el pecho de pacientes con insuficiencia cardíaca severa que esperan turno para trasplante y estará conectado con el corazón natural. Ésa es una diferencia fundamental en relación con los dos modelos de corazón artificial total (CAT) en uso en el mundo, los norteamericanos Abiocor y Syncardia, ya implantados en alrededor de 100 pacientes, que sustituyen completamente el órgano natural, removido del cuerpo del paciente.

“Nuestro corazón artificial es el primero en el mundo con ese concepto de trabajo junto al órgano natural”, afirma el ingeniero mecánico especializado en bioingeniería Aron José Pazin de Andrade, profesor y coordinador del Centro de Ingeniería en Asistencia Circulatoria del Instituto Dante Pazzanese. A comienzos de junio, él asistió a la conferencia anual de la American Society for Artificial Internal Organs (Asaio), realizada en Washington, Estados Unidos, para presentar la novedad. En opinión del cardiólogo y ex ministro de Salud Adib Jatene, “con el corazón artificial auxiliar creado por Aron y su equipo, Brasil está dominando una nueva tecnología, y eso es muy importante para el país. Ya no dependeremos de otras naciones en ese aspecto”.

La importancia del dispositivo, cuyas investigaciones estuvieron financiadas por la FAPESP bajo la forma de becas de estudio, el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq), el Hospital del Corazón y la Fundación Adib Jatene, puede percibirse cuando se miran las estadísticas de óbitos relacionados con las enfermedades cardiovasculares. Las enfermedades del corazón lideran el ranking de mortalidad en el país, con alrededor de 300 mil fallecimientos por año, y la Organización Mundial de la Salud prevé que el índice de estas enfermedades aumentará 250% para 2040. En muchos casos, la única forma de tratamiento es recibir un trasplante de corazón. En 2009 se realizaron alrededor de 300 trasplantes cardíacos en los hospitales brasileños y miles de personas aguardaban turno para ese procedimiento. Sucede que muchos de esos pacientes mueren antes de llegar a la cirugía, debido al estado avanzado de la enfermedad. El corazón artificial auxiliar servirá como un “puente para el trasplante”. Aron Andrade evalúa que el corazón artificial podrá permanecer en el paciente un mínimo de 30 días y no deberá sobrepasar el año. Todo dependerá de la condición del corazón natural y de la obtención de un órgano por parte de un donante.

Algo mayor que una pelota de tenis y con un peso de 600 gramos, el CAA está construido con materiales biocompatibles, tales como polímeros y aleaciones de titanio. Se trata de un dispositivo de flujo pulsátil que sólo bombea la sangre cuando se infla el ventrículo artificial. El principio de funcionamiento del CAA es electromecánico, dotado de dos ventrículos, el derecho ayuda a su equivalente natural enviando sangre con mayor presión hacia la arteria pulmonar, mientras que el izquierdo, también acoplado con su equivalente natural, bombea la sangre arterial hacia la aorta, que la distribuye por el organismo. “En resumen, el ventrículo natural bombea hacia dentro del artificial y éste lo hace hacia afuera”, explica Andrade. Un motor alimentado por una batería proporciona el movimiento de diafragmas que producen el flujo sanguíneo pulsátil, reproduciendo así las funciones del órgano natural. El dispositivo será implantado en la panza del paciente, debajo del diafragma, y un cable con el grosor de un dedo, saldrá por el abdomen en dirección a un controlador, que será el encargado por comandar el funcionamiento del CAA.

073_CoracaoArtificial_185_01La expectativa de los investigadores indica que el costo del aparato nacional se ubique entre 30 mil y 60 mil dólares. El precio final dependerá de la demanda y de que el Instituto Dante Pazzanese se asocie o no con una empresa para su producción. Luego del aval del Ministerio de Salud, el corazón artificial será implantado gratuitamente en los pacientes del instituto. Andrade considera que, si todo sale bien, el procedimiento podrá realizarse a la brevedad con enfermos del Sistema Único de Salud (SUS). El aparato, explica el coordinador de la investigación, ofrece algunas ventajas en relación con los equipos que sustituyen totalmente el corazón natural. La primera de ellas es que la cirugía resulta más sencilla, rápida y evita un procedimiento de alto riesgo cuando el corazón del paciente deja totalmente de latir y su funcionamiento se sustituye durante algunas horas por un mecanismo de circulación extracorpórea. Además, al mantener el corazón natural del paciente, es posible controlar más fácilmente los niveles de presión y frecuencia de latido del corazón artificial, lo cual contribuye para el éxito de la técnica. Los primeros implantes de CAA serán paracorpóreos (fuera del cuerpo), con la conexión de sólo un ventrículo artificial, en este caso el izquierdo, responsable del bombeo de sangre hacia el cuerpo. Ese ventrículo resulta generalmente el más lesionado en los enfermos cardíacos por ser el que realiza mayor esfuerzo. En una segunda etapa, que ocurrirá un año más tarde que los primeros procedimientos con el nuevo corazón, el equipo comenzará a realizar implantes en la cavidad abdominal mediante el acoplamiento de los dos ventrículos artificiales.

Un largo camino
Las investigaciones para la creación del corazón artificial comenzaron hace 15 años, cuando Andrade estudió ese tipo de aparato en Estados Unidos, en el Baylor College of Medicine, en Houston, como parte de su doctorado en la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Unicamp. La institución norteamericana fue una de las pioneras en el desarrollo de corazones artificiales y en la realización de trasplantes cardíacos en el mundo. “En aquella época, el dispositivo de ellos todavía no era funcional, pero ya había sido implantado en animales”, recuerda. “Cuando regresé a Brasil, en 1997, decidí seguir las investigaciones, empleando el mismo principio de funcionamiento del aparato que estudié en Houston. Firmé un acuerdo de cooperación con la institución norteamericana y tres años después logramos realizar los primeros ensayos en laboratorio”. A partir de 2001 comenzaron las pruebas en animales, inicialmente con implantes fuera del cuerpo en carneros. “Esos test nos animaron, porque revelaron que el dispositivo era factible, y cuando se lo conectaba con el corazón natural funcionaba con el mismo ritmo que éste. Comenzamos entonces con el desarrollo de un corazón artificial pasible de implantarse dentro del cuerpo y empezamos a realizar experimentos con terneros sanos, con pesos de entre 80 y 100 kilogramos”. Recién en 2010, luego de la realización de implantes exitosos en seis terneros, se comprobó la eficacia del dispositivo. Con esa base, se solicitó la autorización del Ministerio de salud para realizar los primeros ensayos con humanos.

Corazón del Dante: dos ventrículos

EDUARDO CESARCorazón del Dante: dos ventrículosEDUARDO CESAR

La búsqueda de dispositivos de asistencia circulatoria constituye un reto encarado por empresas e instituciones de Brasil y del exterior. En Alemania, por ejemplo, la empresa Dualis MedTech se encuentra trabajando en una bomba biventricular de flujo pulsátil parecida al corazón artificial auxiliar del Instituto Dante Pazzanese. En Brasil, el Instituto del Corazón del Hospital de Clínicas de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo (InCor-HC/ FMUSP) fue el responsable de la creación del primer ventrículo artificial de América Latina, implantado en 1993 en un paciente de 30 años, en fase terminal del mal de Chagas. Proyectado y desarrollado por el equipo de bioingeniería del InCor, el ventrículo artificial se conectó con el ventrículo izquierdo del enfermo, que pudo aguardar, durante cinco días, la disponibilidad de un corazón de un donante. La diferencia entre el corazón artificial del Dante Pazzanese y el ventrículo artificial del InCor es que el primero está conformado por dos ventrículos artificiales en un solo aparato, simulando la anatomía de un corazón natural.

“El dispositivo del InCor puede auxiliar a los dos ventrículos, el derecho y el izquierdo al mismo tiempo o solamente a uno de ellos, dependiendo de la condición del corazón del paciente. Esos dispositivos van conectados al corazón e implantados en la región abdominal, fuera del cuerpo. Trece pacientes recibieron el dispositivo hasta aguardar un trasplante, durante un período comprendido entre 5 y 42 días”, cuenta la profesora Idágene Cestari, directora del centro de Tecnología Biomédica del InCor. Según la especialista, para evaluar la eficacia del ventrículo artificial, el InCor coordina actualmente un estudio multicéntrico con el apoyo del Ministerio de Salud y del CNPq, del cual forman parte el Instituto Nacional de Cardiología de Río de Janeiro, el Hospital del Corazón de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), el Hospital Messejana, en Ceará, el Instituto de Cardiología de Río Grande do Sul y el propio Instituto Dante Pazzanese.

Rotación de la turbina
Otra categoría importante de dispositivos de asistencia circulatoria son las bombas de sangre de flujo continuo, utilizadas a menudo en cardiópatas debido a su disponibilidad en el mercado, bajo costo y simplicidad de implantación. Conectadas con los ventrículos, ayudan al corazón dañado a bombear la sangre en forma continua y pueden ser de dos tipos: axiales o centrífugas. En las primeras, la sangre es impulsada por una pequeña turbina similar a una hélice de barco, que gira a gran velocidad, de 10 mil revoluciones por minuto, con lo cual aporta un flujo en la misma dirección de ingreso de la sangre. En el caso de las bombas centrífugas, de mayor tamaño que las anteriores, éstas poseen aspas que giran con una velocidad mucho menor y producen un vacío perpendicular a la dirección de entrada de la sangre. Actualmente, varios centros en el mundo estudian este tipo de dispositivo, incluso el Pazzanese.

Otra investigación relevante realizada en Brasil en el área de los dispositivos de asistencia circulatoria es la coordinada por el profesor José Roberto Cardoso, director de la Escuela Politécnica (Poli) de la USP. Mediante un proyecto temático financiado por la FAPESP, elaborado siguiendo la misma orientación que el corazón artificial del Instituto Dante Pazzanese, los investigadores, con la participación del profesor Aron, intentan desarrollar un modelo diferente de dispositivo de asistencia ventricular, dotado de un motor eléctrico sofisticado que, sin contacto alguno con la sangre, propulse al rotor de la bomba. A tal fin, el grupo está desarrollando un cojinete magnético que hará funcionar el rotor mediante levitación, impulsada por fuerzas magnéticas.

Ese rodamiento, una pieza importante del dispositivo, es un apoyo que mantiene al rotor en una posición central fija, permitiendo su rotación. Según el profesor Oswaldo Horikawa, de la Poli, quien integra el equipo, el objetivo del cojinete magnético es reducir al mínimo el riesgo de lesiones para las células sanguíneas – un proceso denominado de hemólisis – debido al bombeo. El dispositivo se encuentra en su etapa final de montaje de un prototipo. En el futuro, un corazón artificial dotado de un motor eléctrico funcionará por medio de levitación impulsada por fuerzas magnéticas.

El Proyecto
Sistemas propulsores electromagnéticos injertables para dispositivos de asistencia circulatoria sanguínea uni y biventricular o corazón artificial (n° 06/58773-1); Modalidad Proyecto Temático; Coordinador José Roberto Cardoso – USP; Inversión R$ 1.185.540,09 y US$ 281.960,21 (FAPESP)

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