Desarrollan marcapasos que se carga con la energía del cuerpo | Por: @linternista
Como si de un órgano natural más se tratase, un nuevo marcapasos obtiene su energía del propio cuerpo donde se le implante.Dado que son millones los marcapasos implantados cada año en el mundo, aumentar la vida útil de sus baterías ha sido de gran interés para desarrolladores y fabricantes. Actualmente, estas baterías duran siete años en promedio, requiriendo sustituciones frecuentes, lo cual puede implicar un riesgo potencial para los pacientes debido a los procedimientos médicos invasivos requeridos para la sustitución.
Un equipo de investigación encabezado por Keon Jae Lee, del Departamento de Ciencia e Ingeniería de los Materiales en el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología (KAIST), en Daejeon, Corea del Sur, y Boyoung Joung, de la División de Cardiología del Hospital Severance (cuyo nombre deriva del de Louis H. Severance), dependiente de la Universidad Yonsei, en el mismo país, desarrolló un marcapasos que obtiene su energía a través de un nanogenerador piezoeléctrico flexible. Los materiales piezoeléctricos, entre otras características, son capaces de generar electricidad cuando se les flexiona o presiona.
Los marcapasos se implantan en el cuerpo humano para regular los latidos del corazón mediante una estimulación eléctrica que haga contraerse debidamente a los músculos cardíacos de personas que sufren de arritmia. Sin embargo, las repetidas cirugías para reemplazar las baterías de los marcapasos exponen a los pacientes, sobre todo a los de edad avanzada, a riesgos como infecciones o sangrado severo durante las operaciones.
A través de un nanogenerador piezoeléctrico flexible, el nuevo marcapasos obtiene su energía del propio cuerpo donde se le implante. En los experimentos, el nuevo nanogenerador piezoeléctrico flexible estimuló directamente el corazón de una rata viva utilizando energía eléctrica obtenida aprovechando pequeños movimientos corporales de la rata.
La energía obtenida llegó hasta 8,2 V y 0,22 mA, valores lo bastante altos para estimular directamente el corazón de la rata.
Además, el nanogenerador piezoeléctrico flexible también podría ser usado como fuente de suministro eléctrico para otros dispositivos médicos implantables.
¿Hecho con células?
Sí, se trata de marcapasos biológicos. Mediante un trasplante de genes con un procedimiento mínimamente invasivo se modifican células no especializadas del corazón en un marcapasos, células que mantienen el latido del corazón fijo. El avance fue publicado en la revista en Science Translational Medicine.
El logro es el resultado de docenas de años de trabajo en busca de tratamientos biológicos para pacientes con problemas del ritmo cardíaco, problemas que hoy se tratan quirúrgicamente con marcapasos electrónicos implantados. «Logramos por primera vez crear el marcapasos biológico usando métodos poco invasivos y demostramos que suple las demandas de la vida diaria», explicó Eduardo Marbán, director del Cedars-Sinai Heart Institute, en EEUU, quien dirigió al equipo de investigadores. «También somos los primeros en reprogramar una célula del corazón en un animal vivo para aliviar efectivamente una dolencia».
Eugenio Cingolani, director del Heart Institute»s Cardiogenetics-Familial Arrhythmia Clinic quien trabajó con Marbán dijo que en el futuro las células-marcapasos podrían ayudar a bebés nacidos con bloqueos congénitos del corazón. «En el útero los bebés no pueden recibir un marcapasos, pero esperamos trabajar con especialistas en medicina fetal para crear un tratamiento basado en un catéter salvador para niños diagnosticados con ese problema», explicó Cingolani. «Es posible que un día sea posible salvar vidas remplazando el hardware con una inyección de genes».
Se trata de una nueva era de terapia de genes, en la cual estos son usados no solo para corregir una deficiencia sino para convertir un tipo de célula en otro, en palabras de Shlomo Melmed, también del Sinaí.
En el estudio, cerdos de laboratorio con un bloqueo cardíaco completo recibieron una inyección de un gen llamado TBX18 durante un procedimiento con catéter mínimamente invasivo. Al segundo día de haber recibido el gen, los cerdos tenían latidos más rápidos que aquellos que no recibieron el tratamiento. Ese ritmo cardíaco persistió los 14 días que duró el estudio.
«Pensábamos que el marcapasos biológico de células podría ser una terapia puente temporal para pacientes con una infección en la zona del implante del marcapasos mecánico», dijo Marbán. «Los resultados nos muestran que con más investigación podríamos desarrollar tratamientos biológicos duraderos para los pacientes».
Si la investigación que sigue es exitosa, el procedimiento podría estar listo para ensayos clínicos en unos tres años.
El futuro: solo una inyección
Los autores de la investigación señalan que una vez esté disponible para los humanos, los pacientes en lugar de tener que someterse a la implantación de un dispositivo metálico que necesita ser reemplazado regularmente y puede fallar o infectarse, podrán algún día ser sometidos a una sola inyección de genes y ser curados de arritmias para siempre.
Un marcapasos biológico podría ser una nueva forma de tratamiento para pacientes con problemas cardiovasculares. Ya ha aplicado en cerdos ha mostrado resultados exitosos.
Fuentes: Noticiasdelaciencia.com, Vanguardia.com.
Daniel Ricardo Hernández @danielricardoh
Comunicador Social
