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SALUD. Desarrollan el primer marcapasos temporal, biodegradable e inalámbrico

 

Una ilustración del marcapasos transitorio montado en el corazón. Universidad Northwestern / Universidad George Washington.

  • Los investigadores desarrollaron un marcapasos temporal que se alimenta de forma inalámbrica y se descompone sin causar daño en el cuerpo después de su uso.
  • Los estudios en animales y tejido cardíaco humano mostraron que el dispositivo puede generar suficiente energía para estimular un corazón humano sin causar daño o inflamación.

Los marcapasos son una parte vital de la atención médica para muchas personas con trastornos del ritmo cardíaco. Estos diminutos dispositivos también pueden ayudar a algunas personas con insuficiencia cardíaca, una afección que ocurre cuando el corazón no puede bombear suficiente sangre al cuerpo.

Los marcapasos permanentes se colocan quirúrgicamente en el pecho o el abdomen. Envían pulsos eléctricos para ayudar al corazón a latir a una frecuencia y ritmo normales, o para ayudar a que las cámaras del corazón laten en sincronía.

A veces, como después de un ataque cardíaco o una cirugía cardíaca, las personas solo necesitan un marcapasos temporal. Los marcapasos temporales utilizan cables conectados a una fuente de alimentación externa al cuerpo. Pero estos dispositivos pueden causar complicaciones. Los posibles problemas incluyen infección por los cables que cruzan la piel, formación de tejido cicatricial y daño al corazón al extraerlo.

Los investigadores dirigidos por los Dres. John Rogers y Rishi Arora de la Universidad Northwestern y el Dr. Igor Efimov de la Universidad George Washington desarrollaron un nuevo tipo de marcapasos temporal. Construyeron el dispositivo completamente a partir de componentes que se descomponen naturalmente en el cuerpo con el tiempo. El marcapasos también se alimenta de forma inalámbrica, utilizando una tecnología similar a la que se utiliza para la carga inalámbrica de dispositivos electrónicos portátiles.

El equipo probó el nuevo marcapasos soluble en muestras de tejido cardíaco tomadas de ratones, conejos y personas, y en ratas y perros vivos. El estudio fue financiado en parte por el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre de los NIH (NHLBI). Los resultados se publicaron el 28 de junio de 2021 en Nature Biotechnology .

En pruebas en muestras de tejido cardíaco, el marcapasos temporal pudo absorber y transmitir de forma inalámbrica suficiente potencia para controlar el ritmo de las cámaras superiores o inferiores del corazón (las aurículas y los ventrículos).


Los investigadores han desarrollado el primer marcapasos transitorio de la historia: un dispositivo de estimulación inalámbrico, sin batería y totalmente implantable que desaparece cuando ya no se necesita. Fuente: Universidad Northwestern 


A continuación, los investigadores probaron el dispositivo en perros vivos. El marcapasos temporal absorbió suficiente energía para controlar el ritmo cardíaco cuando el cargador inalámbrico se mantuvo a unos 15 cm del pecho o más cerca. La energía generada era equivalente a la requerida para estimular un corazón humano.

Para estudios a más largo plazo, el equipo implantó versiones más pequeñas del dispositivo en ratas. El marcapasos pudo controlar los ventrículos del corazón durante 4 días después de la cirugía. Después de eso, su función comenzó a fallar. Usando tomografías computarizadas en serie para rastrear el dispositivo, el equipo descubrió que los marcapasos se descompusieron por completo en el cuerpo a la séptima semana después de la cirugía.

Un análisis más detallado de las exploraciones mostró que el dispositivo no dañó el tejido cardíaco. Los análisis de sangre tampoco encontraron signos de inflamación.

“El hardware colocado dentro o cerca del corazón crea riesgos de infección y otras complicaciones”, dice Rogers. "Nuestros marcapasos transitorios inalámbricos superan las principales desventajas de los dispositivos temporales tradicionales al eliminar la necesidad de [cables que atraviesen la piel y] procedimientos de extracción quirúrgica".

Se necesitará más trabajo antes de realizar pruebas en personas. Cambiar los tipos y el grosor de los materiales puede alterar el tiempo que funciona el dispositivo antes de descomponerse en el cuerpo. Esto podría proporcionar un ritmo cardíaco temporal durante períodos que van desde varios días hasta varias semanas.

Fuente: Choi, Y.S., Yin, R.T., Pfenniger, A. et al. Fully implantable and bioresorbable cardiac pacemakers without leads or batteries. Nat Biotechnol (2021). https://doi.org/10.1038/s41587-021-00948-x

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