'Robot suave' diseñado para bombear corazones defectuosos

Un equipo de investigadores ha diseñado una manga robótica capaz de imitar artificialmente los músculos del corazón. Esta nueva tecnología podría ser un salvavidas para las personas con insuficiencia cardíaca que esperan un trasplante.
Los robots blandos podrían revolucionar la medicina cardíaca.

Cada año, más de 2.000 personas en los Estados Unidos reciben un trasplante de corazón y una asombrosa insuficiencia cardíaca de 5.7 millones.

La insuficiencia cardíaca ocurre cuando cualquiera de los ventrículos del corazón ya no puede cumplir con su deber de bombear sangre alrededor del cuerpo.

La lista de espera para trasplantes de corazón es larga, y muchas personas mueren antes de encontrar un donante. Diseñar formas de extender vidas mientras los pacientes esperan un nuevo órgano es, por lo tanto, una prioridad.

Actualmente, los dispositivos de asistencia ventricular (VAD) se pueden usar para mejorar la salud de los pacientes con insuficiencia cardíaca en etapa terminal que esperan un trasplante. Sin embargo, no son ideales.

Los VAD funcionan bombeando sangre desde el corazón y empujándola alrededor del cuerpo. Para trabajar, la sangre tiene que salir de los confines de los vasos sanguíneos y viajar a través de tubos y rotores.

Debido a este contacto con material extraño, el paciente debe tomar anticoagulantes. Estos medicamentos pueden hacer VAD una solución viable, pero también aumentan el riesgo de accidente cerebrovascular en un 20 por ciento.

Además de VAD, las mangas cardíacas son otra opción; se sientan alrededor del corazón y lo exprimen para reproducir las contracciones musculares. Estas intervenciones de compresión cardíaca tampoco son perfectas y, hasta hace poco, habían sido abandonadas.

Una nueva era de robots

El Dr. Frank Pigula, del Norton Children's Hospital en Louisville, KY, pero que participó en la investigación en el Boston Children's Hospital en Massachusetts, explica que: "El campo cardíaco se había alejado de la idea de desarrollar compresión cardíaca en lugar de VAD con bombeo de sangre debido a las limitaciones tecnológicas, pero ahora, con los avances en robótica blanda, es hora de dar marcha atrás ".

Esta semana, una nueva prueba de concepto, publicada en la revista Ciencia de medicina traslacional - vuelve a abrir las puertas a los dispositivos de compresión cardíaca. Un equipo de ingenieros biomédicos y médicos de Harvard en Cambridge, Massachusetts, y el Hospital de Niños de Boston ha diseñado y probado una manga robótica que retuerce y comprime el corazón de la misma manera que lo harían los ventrículos sanos.

Aunque la imagen clásica de un robot es una estructura sólida capaz de resistir la guerra interestelar, los robots de la investigación médica moderna son el polo opuesto. Hecho de elastómeros, fibras y otros materiales de relleno, una nueva ola de los llamados robots blandos es capaz de interactuar íntima y delicadamente con la anatomía humana.

Fabricada exclusivamente con materiales no rígidos y biocompatibles, esta innovadora manga cardíaca se encuentra fuera del corazón, lo que elimina la necesidad de anticoagulantes y minimiza los riesgos de infección. Utiliza "músculos de aire" accionados neumáticamente, llamados actuadores.

Según el Dr. Nikolay Vasilyev, coautor del artículo actual: "Los actuadores robóticos blandos son esencialmente músculos artificiales". La delgada funda de silicona está sujeta a una bomba externa que utiliza aire para alimentar los actuadores.

Una sección de la manga se retuerce y la otra se contrae, imitando ambos ventrículos del corazón. Las mangas cardíacas anteriores estaban limitadas, ya que solo podían apretarse.

Potencial salvavidas del robot blando

El primer autor del estudio, Ellen Roche, Ph.D. - que ahora tiene su base en la Universidad Nacional de Irlanda en Galway - dice que: "Podemos controlar porciones del dispositivo de forma independiente y ajustar la asistencia a las necesidades del paciente". Entonces, si un lado del corazón de un paciente es más débil, se puede modificar en consecuencia.

Ella continúa: "Soy optimista de que el manguito robótico blando podría usarse potencialmente para la rehabilitación cardíaca a corto plazo además de la terapia a largo plazo".

Los equipos publicaron recientemente sus estudios sobre cerdos, en los que indujeron un paro cardíaco en los animales y luego implantaron el dispositivo robótico. Pudieron demostrar la capacidad de la manga de restaurar el corazón al 97 por ciento de su gasto cardiaco original.

"Este trabajo representa un emocionante resultado de prueba de concepto para este robot blando, demostrando que puede interactuar con seguridad con los tejidos blandos y conducir a mejoras en la función cardíaca".

El co-líder del estudio, Conor Walsh, del Instituto Wyss, Massachusetts

A medida que el dispositivo se refina, hay una oportunidad real de salvar vidas. La mayoría de los pacientes con insuficiencia cardíaca conservan un cierto grado de función en el corazón, y la manga tiene el potencial de restaurar la calidad de vida de estas personas. Finalmente, dado que la insuficiencia cardíaca afecta a 41 millones de personas en todo el mundo, su impacto podría ser de gran alcance.

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