Implante expandible ayuda a evitar cirugías a corazón abierto en niños

Los niños que nacen con cardiopatías congénitas que afectan las cámaras inferiores del corazón a menudo requieren múltiples cirugías invasivas en los primeros años de vida. El procedimiento inicial suele implicar la implantación de un tubo de plástico conocido como derivación (shunt) para mejorar el flujo sanguíneo. A medida que el niño crece, esta derivación necesita ser reemplazada con frecuencia para adaptarse al tamaño cambiante de su cuerpo, lo que lleva a cirugías adicionales. Ahora, los investigadores han desarrollado una derivación cardiaca que puede expandirse mediante luz, lo que marca un avance que podría reducir la cantidad de cirugías a corazón abierto que estos niños deben enfrentar.

Los defectos congénitos en los ventrículos, o cámaras inferiores del corazón, restringen gravemente el flujo sanguíneo hacia los pulmones y el cuerpo, lo que requiere una intervención quirúrgica para la supervivencia. Los bebés afectados por estos defectos suelen ser pequeños al nacer, pero pueden crecer rápidamente después de la colocación inicial de la derivación. Para adaptarse a su crecimiento, se requieren cirugías repetidas para implantar derivaciones más grandes, y cada una de estas cirugías conlleva riesgos significativos para el niño. Anteriormente, los investigadores de la Universidad Drexel (Filadelfia, PA, EUA) desarrollaron un prototipo de derivación que podría expandirse incorporando un hidrogel con polímeros conectados por enlaces cruzados dentro del tubo. Estos enlaces cruzados, cuando se forman, expulsan agua del hidrogel, provocando que éste se contraiga y, por tanto, expanda el diámetro de la derivación. Inicialmente, este proceso ocurría automáticamente sin necesidad de activación externa.

En su última investigación, el equipo rediseñó la derivación para utilizar materiales adecuados para aplicaciones clínicas y ajustables a las necesidades individuales. Desarrollaron un nuevo tipo de hidrogel que forma enlaces cruzados en respuesta a un desencadenante externo, aumentando así el diámetro de la derivación. Eligieron la luz azul como desencadenante porque tiene suficiente energía para iniciar la reacción y es segura para los tejidos vivos. Los investigadores utilizaron un catéter de fibra óptica con una punta que emite luz para activar el hidrogel. Los cirujanos pueden activar el hidrogel sensible a la luz dentro de la derivación insertando el catéter a través de una arteria cerca de la axila y guiándolo hasta la derivación, evitando así la cirugía a corazón abierto.

Las pruebas de laboratorio demostraron que la derivación podía expandirse de manera incremental según la duración de la exposición a la luz, lo que sugiere que los ajustes posteriores a la implantación se podrían adaptar a las necesidades de crecimiento de cada niño. Lograron una dilatación de hasta el 40 % de la derivación, aumentando su diámetro de 3,5 milímetros a 5 milímetros. El equipo también evaluó la biocompatibilidad de la derivación y no encontró ningún riesgo significativo de coágulos sanguíneos, respuestas inflamatorias u otros efectos adversos. Los planes futuros incluyen probar prototipos de tamaño completo en un modelo sintético del sistema circulatorio humano y, más adelante, en modelos animales. Los investigadores creen que esta tecnología también podría adaptarse para otros usos, como reemplazar vasos sanguíneos en niños que han sufrido lesiones.

“Nuestro objetivo es expandir el interior del tubo con un catéter emisor de luz que insertamos dentro de la derivación, eliminando por completo la necesidad de cirugías adicionales”, dijo Christopher Rodell, profesor adjunto de ingeniería biomédica en la Universidad de Drexel. “Los niños no son simplemente adultos pequeños; continúan creciendo. Eso es algo que debemos tener en cuenta en los biomateriales, cómo se comportará ese injerto con el tiempo”.

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Universidad Drexel