Investigadores de la Universidad Northwestern crea el primer marcapasos transitorio y biodegradable

Illinois- Los marcapasos cardíacos, dispositivos electrónicos que envían impulsos eléctricos al corazón para estimularlo y que mantenga su ritmo normal, los llevan implantados millones de personas en todo el mundo, a los que se suma otro medio millón de nuevos implantes de este tipo cada año. Además de ser masiva, esta tecnología médica experimenta una continua evolución.

Uno de los avances más espectaculares se ha producido en los marcapasos para estimulación cardíaca temporal: aquellos que se implantan transitoriamente a una persona que fue sometida a una cirugía cardíaca o que está esperando un marcapasos definitivo.

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En 2021, un equipo de investigadores de la Universidad Northwestern (NWU) en Evanston (Illinois, EE. UU.), presentó el primer marcapasos transitorio y biodegradable: un dispositivo inalámbrico totalmente implantable que se disuelve en el cuerpo de manera inofensiva una vez que ya no se necesita.

Ahora, en 2022, los investigadores de la NWU presentaron un avance en este aparato, que también se implanta y después se disuelve, pero que además cuenta con elementos electrónicos que lo vuelven ‘inteligente’.

BIOELECTRÓNICA FLEXIBLE

La nueva versión del marcapasos temporal, flexible y elástico, está integrada en una red coordinada de sensores corporales y unidades de control suaves, inalámbricos y portátiles, que se colocan “por fuera” del cuerpo del paciente, en distintos puntos alrededor de su torso.

Los sensores se comunican entre sí para monitorear continuamente las diversas funciones fisiológicas de la persona que lleva el marcapasos implantado, incluyendo su temperatura corporal, niveles de oxígeno, respiración, tono muscular, actividad física y actividad eléctrica del corazón, según la universidad.

Luego, el sistema analiza la actividad monitorizada en conjunto para detectar de forma autónoma los posibles ritmos cardíacos anormales y decidir cuándo el marcapaso debe estimular el corazón y a qué ritmo, según la NWU. Toda esta información se transmite a un teléfono inteligente (‘smartphone’) o tableta electrónica (‘tablet’), para que el médico pueda monitorear de forma remota al paciente que lleva el marcapasos. El nuevo estimulador cardíaco transitorio y la red sensora y de control a la que se conecta pueden utilizarse en pacientes que necesitan un marcapasos temporal después de una cirugía cardíaca o que están esperando un marcapasos permanente.

El marcapasos recolecta la energía que necesita para funcionar de modo inalámbrico desde un pequeño dispositivo o nodo que forma parte de la red y se adhiere suavemente al pecho del paciente. Esta tecnología elimina la necesidad de elementos externos, incluidos los cables (o conductores). El sistema incorpora un pequeño dispositivo “háptico” portátil que vibra de maneras específicas, cuando los sensores detectan que la batería tiene poca carga, el dispositivo está colocado incorrectamente o el marcapasos funciona mal, alertando al usuario acerca de estos problemas, apunta la NWU.

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La investigación fue codirigida por tres investigadores de la NWU: John A. Rogers, profesor de cirugía neurológica; Igor R. Efimov, profesor de ingeniería biomédica; y Rishi Arora, profesor de medicina, especializado en cardiología.

MARCAPASOS TEMPORAL

“Este sistema de estimulación cardíaca temporal, libera a los pacientes de los aparatos de monitorización y estimulación que los mantienen confinados en un entorno hospitalario, y les permite recuperarse en la comodidad de sus hogares con la tranquilidad de saber que son monitoreados de forma remota por sus médicos”, explica el profesor Rogers.

“Los actuales marcapasos temporales (percutáneos) utilizan un cable que estimula el corazón y está conectado a un generador externo. Ese cable deber ser extraído cuando el músculo cardíaco recupera sus capacidades, lo cual puede ser un paso peligroso. En cambio, este nuevo estimulador inteligente simplemente se disuelve y no necesita ser removido”, señala el profesor Efimov.

“Este sistema con módulos hace lo que hacen los marcapasos tradicionales y mucho más. El marcapasos se implanta y está controlado mediante un pequeño parche que el paciente lleva adherido en su pecho, ofreciendo información instantánea al usuario y respondiendo a las actividades habituales de la vida sin necesidad de implantar otros elementos”, apunta Arora.

El marcapasos biorreabsorbible y temporal de la NWU carece de batería y se conecta a una red de cuatro dispositivos o módulos que se adhieren sobre la piel del paciente y trabajan en equipo, situados en distintas partes del cuerpo.

El módulo cardíaco o “unidad sensora y de control”, que se coloca en el tórax, transmite energía de modo inalámbrica al marcapasos implantado, detecta la actividad del corazón y controla la estimulación de manera autónoma. El módulo de hemodinámica se coloca en la frente y monitoriza el funcionamiento cardiovascular de la persona.

El módulo respiratorio se ubica en la base de la garganta, para controlar la tos y la actividad respiratoria; y el “módulo de retroalimentación multiháptica”, que puede llevarse en cualquier parte del cuerpo, produce distintos patrones vibratorios “comunicándose” con el paciente y ofreciéndole información.

“Cada dispositivo realiza funciones esenciales de manera coordinada e inalámbrica, unos sienten. Otros entregan energía. Unos estimulan. Otros producen señales de control. Pero todos trabajan juntos, intercambiando información, tomando decisiones basadas en algoritmos informáticos y reaccionando al instante a las condiciones cambiantes”, destaca Rogers.

DESTACADOS:

+ La Universidad Northwestern (NWU), en EE. UU., presenta un marcapasos transitorio conectado a una red externa de sensores y unidades de control, que monitoriza al paciente y ajusta el funcionamiento del aparato a los cambios fisiológicos, todo ello de modo inalámbrico, sin cables que atraviesen la piel.

+ Los sensores y unidades de control del marcapasos, situados en pequeños parches autoadhesivos que se colocan sobre la frente, pecho, cuello y brazos de la persona, observan sus signos vitales, reajustan la estimulación eléctrica y alertan sobre las incidencias que sufre el propio dispositivo, según la NWU.

+ El estimulador es una cinta flexible con un circuito. Se disuelve después de que el corazón vuelve a latir con normalidad. Sus materiales son reabsorbidos por el organismo de modo inofensivo, evitando los riesgos de extraer un cable conectado al corazón, como sucede con los marcapasos temporales actuales.

Pablo Gutman EFE/Reportajes.