Desarrollo de corazón artificial
Un nuevo corazón artificial fue desarrollado por un equipo de trabajo interdisciplinario conformado por el Servicio de Trasplante Cardíaco del Hospital Garrahan, el Grupo de Fisiología Animal del Instituto de Patobiología del INTA (Castelar), la Fundación Pediátrica Argentina (FuPeA) y la Facultad de Ingeniería de la UBA.
El proyecto acaba de ser reconocido con el primer premio de la categoría "Equipamiento Médico" del prestigioso concurso INNOVAR 2015, que otorga el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva.
Según explicaron los especialistas que se encuentran trabajando en este emprendimiento científico, la instalación de un sistema de asistencia circulatoria mecánica –o corazón artificial– sirve de puente al trasplante y permite a los pacientes llegar vivos y con parámetros fisiológicos estables a la operación, única opción para la Insuficiencia Cardíaca Terminal Infantil (ICTI), una enfermedad que tiene como origen las cardiopatías congénitas o las miocardiopatía.
En este sentido, el Dr. Horacio Vogelfang, jefe del Servicio de Trasplante Cardíaco del Hospital Garrahan detalló que “la falta de donantes de corazón es un problema universal. En los niños esto se ve agravado por las restricciones antropométricas y es la causa fundamental de la elevada mortalidad de los pacientes en lista de espera para un trasplante de corazón en la infancia. Por eso, el desarrollo nacional de un dispositivo de asistencia cardíaca mecánica es fundamental”, dijo.
Desde el Departamento de Electrónica de la FIUBA, su director, el Ing. Hernán Tacca, ha señalado que la financiación de esta línea de trabajo se llevó a cabo mediante “un subsidio acordado para Proyectos de Desarrollo Tecnológico y Social (PDTS) que otorga el MINCyT, en virtud del cual se dispondrá de becas para formación de posdoctoral. En el proyecto han participado docentes y un alumno de esta Casa de Estudios, quien ha realizado su tesis de grado aplicada a esta especialidad. Por eso, entendemos que es vital que la FIUBA le brinde a sus futuros egresados la posibilidad de formar parte de este tipo de experiencias interdisciplinarias, que además implican una profunda interacción con otras instituciones”.
En tanto, el Ing. Sebastián Berra, del Laboratorio de Control Automático de la FIUBA manifestó que si bien ya existen en el mundo dispositivos de asistencia cardiaca mecánica pulsátil “el objetivo del proyecto es desarrollar un dispositivo nacional con valor agregado respecto de las asistencias ya existentes, mejorando algunos puntos que entendemos críticos, tales como: soporte técnico local, medición no invasiva del caudal de salida del dispositivo, reducir la producción de coágulos dentro del dispositivo y la portabilidad del sistema electro-mecánico. Es un camino largo que estamos empezando a transitar en conjunto con el Garrahan y el INTA”.
:: Contexto
Subsanar el problema de falta de donantes de corazón en la edad pediátrica es el desafío que convocó a los profesionales de la medicina y la ingeniería.
En la búsqueda de un sistema de soporte circulatorio a largo plazo, con menor número de complicaciones y que genere una “calidad de vida” superior para los niños con insuficiencia cardíaca terminal que esperan un trasplante cardíaco, en el año 2006 se inició una investigación clínica que consistió en utilizar un novedoso sistema de asistencia circulatoria, implantando un corazón artificial en cada paciente que presentaba gran deterioro hemodinámico y que sin respuesta a ninguno de los tratamientos médicos habituales tenían una escasa expectativa de sobrevida.
:: El proyecto
Esta primera etapa consistió en una cirugía experimental in-vivo en un ternero de 25 kilos que permitió evaluar la factibilidad técnica de un desarrollo en conjunto entre las tres instituciones. El resultado de la experiencia fue positivo, permitiendo continuar con las siguientes etapas.
El objetivo de la asistencia mecánica ventricular es hacer de puente hasta que el paciente reciba el trasplante y le permita llegar en las mejores condiciones posibles a la intervención quirúrgica.
El proyecto consiste en dos etapas más: el desarrollo de un prototipo y evaluación in-vitro y la evaluación del prototipo in-vivo en 20 ovejas con peso entre 20 y 45 kilogramos. Vale señalar que el dispositivo está compuesto por una unidad electroneumática, la bomba sanguínea y las cánulas de implante. Es, precisamente, en la Unidad de Control Electroneumática ("Driver") donde la FIUBA aportó su conocimiento científico. La función esencial de este dispositivo es generar un movimiento pulsátil dentro de la bomba sanguínea bicameral con sus cavidades neumática y sanguínea separadas. El movimiento genera un flujo sanguíneo pulsátil en la cánula de salida de la cavidad sanguínea, sincronizado con el ritmo cardiaco del paciente. Este flujo pulsátil está controlado, tanto en presión como en volumen, de manera tal de cumplir con la asistencia necesaria. Esto es factible a través de una consola, con la que se lleva a cabo un sistema de control neumático con cilindros de compresión y de vacío, junto con válvulas electromecánicas y microcomponentes que están comandados por un software. Todo el driver que permite activar este proceso ha sido desarrollado en la FIUBA.
**:: El equipo de trabajo **
Está conformado por los doctores Horacio Vogelfang; Gerardo Naiman e Ignacio Berra, del Servicio de Transplante Cardíaco del Hospital Garrahan.
El INTA se encuentra representado por el Dr. Guillermo Berra (médico veterinario); José María Herrera; Ricardo Arias, el Ing. Ricardo Bualo y el Ing. Adan Wulff. También forma parte del proyecto Alfredo Irusta, con más de 20 años de experiencia en temas vinculados a la asistencia circulatoria y especialista en biomateriales.
Por parte de la FIUBA, han participado el Dr. Ing. Hernán Tacca como director del Departamento de Ing. Electrónica; el Dr. Aníbal Zanini, el Ing. Sebastián Berra y el alumno de grado Juan Nazarian, como director e integrantes del Laboratorio de Control Automático, respectivamente.
