Un corazón artificial es una prótesis que
se implanta en el cuerpo para reemplazar al corazón biológico.
Es distinto de una máquina de bypass cardiopulmonar (CPB), que es
un dispositivo externo utilizado para proveer las funciones del corazón y los pulmones.
El CPB oxigena la sangre, y por lo tanto no es preciso se encuentre conectado a
ambos circuitos sanguíneos. Además, un CPB es adecuado para ser utilizado solo durante
algunas pocas horas, mientras que se han utilizado corazones artificiales por
períodos que exceden un año de uso (información válida al año 2007).
Corazón
artificial total: (por sus sigla en inglés TAH) su implantación
requiere la extracción del corazón nativo. Es un procedimiento de cirugía
similar a un trasplante de corazón con un donante
humano de corazón.
Dispositivo de asistencia cardíaca: (por
sus siglas en inglés VAD) no se debe extraer el corazón del paciente durante la
implantación, sino que el dispositivo se coloca junto al corazón existente para
brindar un soporte adicional mientras el órgano se recupera. Los dispositivos
de asistencia ventricular pueden brindar soporte al ventrículo izquierdo (LVAD,
Left Ventricular Assist Device), al ventrículo derecho (RVAD, Right Ventricular
Assist Device') o a ambos ventrículos (BiVAD, Biventricular Assist Device). A
diferencia de la implantación del TAH, el dispositivo de asistencia provee solo
una parte del trabajo total desarrollado por el corazón del paciente.
Orígenes
Un reemplazo sintético del corazón es una de las
aspiraciones más anheladas de la medicina moderna. El beneficio obvio de un
corazón artificial funcional sería reducir la necesidad de trasplantes de corazón, ya que la demanda
para donantes de corazones siempre es mayor que la oferta (situación que sucede
con todos los órganos).
Si bien el corazón es conceptualmente simple (en su
esquema más básico es un músculo que
funciona como una bomba), posee una serie de características intrínsecas que
hacen muy complejo su emulación mediante materiales sintéticos y fuentes de
suministro de energía. Estas dificultades dan lugar a una serie de
consecuencias que pueden complicar la implantación de un corazón artificial.
Algunas complicaciones incluyen el rechazo del trasplante (debido a que
el organismo detecta la presencia de un cuerpo extraño), la necesidad de tomar anticoagulantes de
forma permanente, y la necesidad de utilizar baterías externas que limitan la
movilidad del paciente a horas o días.
Primeros diseños
En 1953 se utilizó una máquina corazón pulmón durante la
primera cirugía de corazón abierto. El Dr. John Heysham Gibbon realizó
la operación, él mismo había desarrollado el substituto del corazón y pulmón.
No es claro si ese dispositivo puede ser considerado un corazón artificial.
Esto disparó el interés científico en grupos de
investigación de todo el mundo para desarrollar una solución para las
enfermedades del corazón.
En 1937 en Rusia V.P. Demichov implantó versiones
de TAHs en perros. TAH del tipo bomba de rodillos TAH (dentro del pecho) con el
eje motor que atravesaba el esternón.
En 1957 Tet Akutsu y Willem Kolff iniciaron un amplio programa de investigación
sobre TAH en la Clínica Cleveland.
En 1958 Domingo
Liotta comenzó estudios de reemplazo por TAH en Lyon, Francia y
en 1959-60 en la Universidad Nacional de Córdoba en la Argentina. Presentó su
trabajo en una reunión de la "American Society for Artificial Internal
Organs" que se realizó en marzo de 1961 en Atlantic City. En dicha reunión
el Dr Liotta describió el implante de tres tipos TAH ortopódicos (dentro del
saco pericardial) en perros, cada uno de los cuales utilizaba una fuente de
energía externa diferente: un motor eléctrico implantable, una bomba rotatoria
implantable con un motor eléctrico externo y una bomba neumática.1 2
El sistema de "Dispositivo de asistencia
ventricular derecha" (RVAD) fue creado por Domingo
Liotta en la Baylor University College of Medicine en Houston
en 1962.3
En la tarde del 19 de julio de 1963 E. Stanley
Crawford y Domingo Liotta implantaron el primer LVAD
clínico en el Hospital Metodista en Houston, Texas en un paciente que sufrió un
paro cardiaco después de una cirugía. El paciente sobrevivió 4 días con la
asistencia mecánica pero no se recuperó de las complicaciones del paro
cardiaco, finalmente la bomba fue desconectada y el paciente murió.
En la tarde del 12 de abril de 1966 Michael DeBakey
y Domingo Liotta implantaron el primer LVAD clínico en una posición
extracorporea (la bomba externa se ubica al costado del paciente) en el
hospital Metodista en Houston en un paciente con shock cardíaco después de una
cirugía del corazón. El paciente desarrolló complicaciones neurológicas y pulmonares
y murió después de unos pocos días de soporte mecánico LVAD. En octubre de
1966 Michael E. DeBakey y Domingo Liotta
implantaron el LVAD extracorporeo Liotta-DeBakey en otro paciente que se
recuperó sin problemas, y que fue dado de alta del hospital después de 10 días
de soporte mecánico. convirtiéndose de esa manera en el primer uso exitoso
de un LVAD para shock post cardiotomia.
Durante la tarde del 4 de abril de 1969 Denton A.
Cooley y Domingo
Liotta le reemplazaron el corazón a un hombre moribundo por un
corazón mecánico ubicado dentro de su pecho, esta operación se realizó a modo
de puente para permitir un trasplante en el Texas Heart Institute en Houston.
El paciente se despertó y se recuperó sin problemas. Después de 64 horas el
corazón artificial impulsado por medios neumáticos fue extraído siendo
reemplazado por el corazón de un donante. Reemplazar el corazón artificial más
tarde se demostró no fue una decisión adecuada. Treinta y dos horas después del
trasplante el paciente falleció de lo que más tarde se determinó fue una
infección pulmonar aguda, que se extendió a ambos pulmones, causada por hongos,
muy probablemente producto de las drogas inmuno depresoras que se le habían
suministrado. Si hubieran dejado el corazón artificial es probable que el
paciente no hubiera fallecido.
El primer corazón artificial que fue patentado fue
inventado por Paul Winchell en 1963 [1].
Posteriormente Winchell le cedió la patente a la Universidad de Utah, donde Robert Jarvik lo
utilizó como modelo para desarrollar el Jarvik-7. Los diseños de Jarvik
mejoraron el diseño, pero sus pacientes fallecieron después de unas breves
pruebas. El primer paciente al que se le colocó el Jarvik-7, fue el dentista
Barney Clark de 61 años de edad que sobrevivió durante 112 días después de la
implantación que se realizó en la Universidad de Utah el 2 de
diciembre, de 1982. Una de las innovaciones que incorporaba el Jarvik-7 era
el material de recubrimiento interno, desarrollado por David Gernes. Este
recubrimiento favorecía la adherencia de la sangre y el recubrimiento de sus
paredes internas con tejido vivo, lo que permitía se estableciera un flujo más
natural de la sangre.
Después de que unas 90 personas recibieran el
dispositivo de Jarvik, se prohibió el implante de corazones artificiales en
pacientes con fallas cardíacas para usos permanentes, porque la mayoría de los
pacientes no lograban sobrevivir más de seis meses. Sin embargo, se utiliza de
forma temporal en algunos candidatos a trasplantes cardíacos, que están
esperando la aparición de un donante de corazón pero necesitan urgentemente
reemplazar su corazón ya que está sumamente enfermo.
Hiroaki Harasaki de la Cleveland Clinic desarrolló
dos mejoras importantes sobre el corazón artificial y diseñó nuevos órganos
artificiales. Las dos innovaciones patentadas resuelven importantes obstáculos
de la problemática de los órganos artificiales implantables y sus materiales.
La primera fue un material de recubrimiento superficial que no induce la
coagulación lo cual reduce en forma significativa los riesgos de que el sistema
inmunológico del paciente rechace el órgano. La segunda innovación, que
requirió un esfuerzo colaborativo de numerosas disciplinas, consistió en una
fuente de energía implantable con una generación de calor tan reducida que no
daña los tejidos.
Desarrollos recientes:
El 2 de julio, del 2001 Robert Tools recibió
el Corazón de Reemplazo implantable de AbioCor producido
por la empresa AbioMed de Danvers, Massachusetts.
Fue el primer transplante de un corazón artificial completamente autocontenido.
La cirugía se realizó en la University of Louisville en el Jewish
Hospital en Louisville, Kentucky.
Tom Christerson sobrevivió por 17 meses luego de otro transplante AbioCor. El 6
de septiembre del 2006 el dispositivo AbioCor fue el primer corazón artificial
completamente implantable aprobado bajo las denominadas 'dispositivos de uso
humanitarios'.
CARMAT SA, firma francesa, ha desarrollado un
corazón artificial cuya primera implatation en un paciente de 75 años de edad,
se llevó a cabo el 18 de diciembre de 2013, por el equipo del Hospital Europeo
Georges Pompidou en París (Francia). El paciente falleció 75 días después de la
operación. El prototipo utiliza sensores electrónicos integrados y se hizo a
partir de tejidos animales químicamente tratados, llamados
"biomateriales", o un "pseudo-piel" de biosíntesis,
materiales microporosos. El dispositivo CARMAT diferencia de los diseños
anteriores por estar destinado a ser utilizado en casos de insuficiencia
cardiaca terminal, en lugar de ser utilizado como un dispositivo de puente
mientras el paciente espera un trasplante. Con 900 gramos pesa todavía casi tres
veces que el corazón típico y está dirigido principalmente hacia los hombres
obesos. También requiere que el paciente lleva una batería de Li-Ion adicional.
La vida útil prevista del corazón artificial es de alrededor de 5 años (230
millones de latidos).(“Corazón
artificial”, 2016)
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