Nuevo sistema de cables para bombas cardíacas reduce riesgo de infección

Muchos pacientes que esperan un trasplante de corazón dependen de una bomba de soporte vital conectada directamente a su corazón. Esta bomba, que tiene un consumo de energía similar al de un televisor, se alimenta por una batería externa a través de un cable de siete milímetros de grosor. Aunque práctico y fiable, este sistema tiene un importante inconveniente: el punto de salida del cable desde el abdomen es propenso a sufrir infecciones bacterianas a pesar del tratamiento médico. El grueso cable de los actuales sistemas de asistencia ventricular crea una herida abierta que no cicatriza, afectando drásticamente la calidad de vida de los pacientes. Se forma tejido cicatricial con suministro de sangre limitado alrededor del sitio de salida, lo que dificulta la curación de la piel y aumenta el riesgo de infección. Las capas externas de la piel, heridas y adheridas sin apretar a la superficie plana del cable, tienden a crecer hacia abajo, lo que permite que las bacterias penetren en capas de tejido más profundas y, a menudo, provocan la rehospitalización del paciente debido a infecciones. Pero este problema pronto podría convertirse en cosa del pasado, gracias a un nuevo sistema de cables para bombas cardíacas que no causa infecciones.

Ingenieros de ETH Zurich (Zurich, Suiza), en colaboración con médicos del Centro Alemán del Corazón (Berlín, Alemania), han desarrollado un novedoso sistema de cables para bombas cardíacas. Este sistema utiliza varios cables delgados y flexibles con una superficie rugosa e irregular, en contraste con los cables rígidos y gruesos que se utilizan actualmente. El diseño está inspirado en cómo el cabello humano penetra la piel sin provocar infecciones. Estos cables más flexibles, con cráteres microscópicos en su superficie, promueven la curación de la piel. La piel se adhiere mejor a estos cables, impidiendo el crecimiento hacia adentro y fomentando la formación de nuevos tejidos, manteniendo así una barrera eficaz contra las infecciones bacterianas. Los ingenieros han sido pioneros en un proceso para crear patrones pequeños e irregulares en superficies no planas para formar cráteres en la superficie de los cables.

Este método está patentado en ETH Zurich y consiste en recubrir los cables flexibles con silicona y enfriarlos a -20 grados centígrados. En una cámara de condensación, las gotas de agua presionadas contra la silicona crean cráteres microscópicos. Al ajustar la humedad y la temperatura de la cámara, se pueden controlar las posiciones de los cráteres en los cables. El tamaño óptimo de los cráteres es crucial: si son demasiado grandes, pueden albergar bacterias, aumentando el riesgo de infección; si son demasiado pequeños y la piel no se adherirá correctamente, lo que también aumentará el riesgo de infección. Este desafío de optimización se abordó mediante métodos computacionales y experimentales en biomecánica de tejidos y biomateriales.

Las pruebas iniciales sobre cultivos de células de piel e implantación en ovejas compararon el nuevo sistema con cables gruesos tradicionales. Los resultados mostraron que, mientras que los cables gruesos causaban una inflamación significativa, los cables delgados y flexibles provocaban sólo reacciones inflamatorias leves. Ninguna oveja sufrió lesiones permanentes y, lo que es más importante, a diferencia de los cables gruesos, la piel de la oveja se integró mejor con los nuevos cables sin un crecimiento significativo hacia adentro. Los cables finos y llenos de cráteres no provocaron infecciones en los animales. El equipo está colaborando con ingenieros de dispositivos médicos y cirujanos cardíacos para perfeccionar este sistema de cables, con el objetivo de lanzarlo al mercado. Sin embargo, son necesarias pruebas exhaustivas en modelos de piel, animales y, en última instancia, humanos antes de su aplicación en pacientes cardíacos.

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ETH Zurich
Centro Alemán del Corazón