Marcapasos alimentado por latidos cardíacos podría eliminar cirugías de reemplazo de batería

Las cirugías de reemplazo de marcapasos exponen a los pacientes a riesgos procedimentales repetidos y a costos adicionales, en particular en los sistemas intracardíacos sin cable, que son difíciles de extraer una vez que se agotan las baterías. La duración de la batería suele limitar la vida útil del marcapasos a siete a 10 años, lo que crea una carga de manejo a largo plazo para los pacientes más jóvenes.

Para superar esta limitación, los investigadores han desarrollado un marcapasos alimentado por los latidos del corazón y sin batería, diseñado para funcionar durante toda la vida útil del implante. La nueva tecnología introducida tiene como objetivo eliminar los cambios del generador aprovechando el movimiento cardíaco.

Ingenieros de la Universidad de Wisconsin–Madison desarrollaron un marcapasos intracardíaco implantable sin cable alimentado por un nanogenerador triboeléctrico oscilante. El trabajo se publicó en Science Advances el 19 de agosto de 2026. El dispositivo está diseñado para cargarse con los propios latidos del corazón del paciente, con el objetivo de mantener una estimulación fiable sin una batería electroquímica convencional.

El nanogenerador se diseñó para caber dentro del compartimento de la batería del marcapasos intracardíaco sin cable Micra de Medtronic, manteniendo inalteradas las dimensiones generales del dispositivo. Utiliza placas de electrodos emparejadas situadas por encima y por debajo del conjunto electrónico dentro de la carcasa de titanio. El cobre en una placa y el etileno propileno fluorinado en la otra crean superficies con cargas opuestas; la compresión inducida por los latidos acerca las placas y su separación genera una carga eléctrica que alimenta el marcapasos o se almacena en un pequeño condensador integrado.

Los dispositivos Micra convencionales destinan más de la mitad de su tamaño y peso a una batería que dura siete a 10 años; después de ese período, la extracción del ventrículo derecho puede ser difícil y los dispositivos agotados pueden dejarse en su lugar. Alternativas previas, como las baterías de tritio, los generadores piezoeléctricos y los primeros sistemas triboeléctricos, no han producido suficiente energía para la estimulación intracardíaca. En pruebas de laboratorio, el nuevo nanogenerador alcanzó una densidad de potencia de 276,6 microwatios por centímetro cúbico, superando a los enfoques piezoeléctricos y triboeléctricos miniaturizados anteriores.

Se implantó un prototipo en un cerdo y se lo observó durante un mes, periodo en el que el nanogenerador alimentó la estimulación cardíaca en pruebas funcionales y mostró biocompatibilidad, sin reacciones adversas más allá de las observadas con los marcapasos intracardíacos convencionales alimentados por batería. El equipo interdisciplinario incluyó la Facultad de Medicina y Salud Pública de la Universidad de Wisconsin, el Centro de Investigación e Innovación en Porcinos Biomédicos de la UW–Madison y el Hospital y Clínicas de la UW.

Los desafíos pendientes incluyen una menor salida máxima in vivo debido a la amortiguación del tejido cardíaco blando y al movimiento de torsión del corazón, que difiere del movimiento lineal que maximiza el recorrido del oscilador. Se informa que el oscilador es económico y mecánicamente robusto, y el dispositivo ha sido registrado en la Wisconsin Alumni Research Foundation, aunque su comercialización probablemente llevará años.

“Para un dispositivo como este, no se trata solo de producir energía. La densidad de potencia es la parte más importante. Hay que obtener suficiente potencia en un volumen lo bastante pequeño. Con nuestra tecnología, logramos una densidad de potencia de salida un orden de magnitud superior a la de los nanogeneradores anteriores”, dijo Xudong Wang, profesor de ciencia e ingeniería de materiales que supervisa la investigación de Chen.

“Esta tecnología muestra un potencial increíble. Uno de los desafíos clínicos en el manejo de pacientes con marcapasos es la necesidad de procedimientos de reemplazo del generador cuando la batería se agota, lo que implica una reoperación para sustituirlo. Espero un mundo en el que podamos implantar un solo dispositivo que dure toda la vida del paciente, y este es un gran paso hacia la realización de ese sueño”, dijo el Dr. Daniel Modaff, electrofisiólogo cardíaco en el Hospital y Clínicas de la UW y coautor del artículo.

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Universidad de Wisconsin–Madison