Corazón biorobótico que late permite a cirujanos recopilar datos en tiempo real durante cirugía

Las nuevas intervenciones deben someterse a pruebas rigurosas en simuladores cardíacos y animales antes de llegar a los humanos. Sin embargo, los simuladores cardíacos actuales no logran capturar completamente la complejidad de un corazón y tienen una vida útil corta, de dos a cuatro horas. Además, los estudios en animales pueden ser costosos y llevar mucho tiempo, y los hallazgos no siempre se traducen a los humanos. Ahora, los científicos han logrado un hito importante al crear un corazón biorobótico que simula con precisión los latidos de un corazón humano real, lo que supone un gran paso adelante en el campo de la capacitación y la práctica de la cirugía cardíaca.

Este avance realizado por científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Cambridge, MA, EUA) se dirige principalmente a la regurgitación mitral, una afección en la que la válvula de la cámara izquierda del corazón no se cierra de manera efectiva, lo que provoca un flujo sanguíneo inverso. Esta dolencia afecta aproximadamente a 24,2 millones de personas en todo el mundo y puede provocar síntomas como dificultad para respirar, hinchazón de las extremidades e insuficiencia cardíaca. La complejidad de la estructura de la válvula hace que las intervenciones quirúrgicas para corregir este problema sean muy sofisticadas, lo que genera la necesidad de tecnología y técnicas quirúrgicas precisas. El corazón biorobótico, desarrollado por el equipo del MIT, se basa en un modelo de corazón de cerdo. Los investigadores reemplazaron el músculo cardíaco de la cámara izquierda con un sistema de bomba robótica de silicona operado por aire. Este innovador sistema imita las acciones reales del músculo cardíaco al girar y apretar, bombeando así sangre artificial a través de un sistema de circulación simulado y replicando el latido de un corazón biológico.

Imagen: El simulador de corazón biorobótico se creó reemplazando el músculo cardíaco de la cámara izquierda de un corazón biológico con una bomba robótica suave (Fotografía cortesía de Manisha Singh)

Cuando el equipo dañó intencionalmente la válvula mitral del corazón biorobótico, mostró características de una válvula cardíaca con fugas. Luego, los cirujanos cardíacos repararon con éxito el daño utilizando tres métodos diferentes: anclar el tejido de las valvas de la válvula dañada con cuerdas artificiales, reemplazar la válvula por una prótesis e implantar un dispositivo para ayudar en el cierre de las valvas de la válvula. Estos procedimientos restablecen la función, la presión y el flujo normales del corazón. El sistema también permitió al equipo de investigación recopilar datos en tiempo real durante las cirugías y es compatible con las tecnologías de imágenes clínicas existentes. El uso de sangre artificial clara en el sistema permite la visualización directa de los procedimientos. Este novedoso modelo de corazón se considera un importante paso adelante en el campo del entrenamiento y la práctica de la cirugía cardíaca. El equipo de investigación ahora se centra en seguir mejorando el sistema cardíaco biorrobótico reduciendo el tiempo de producción y aumentando su vida útil. También están explorando el uso de tecnología de impresión 3D para crear un corazón humano sintético para el sistema, lo que podría mejorar sus capacidades y aplicaciones.

"El simulador tiene un gran beneficio como herramienta de investigación para quienes estudian diferentes condiciones e intervenciones de las válvulas cardíacas", dice la autora principal e ingeniera biomédica Ellen Roche del MIT. "Puede servir como plataforma de entrenamiento quirúrgica para médicos, estudiantes de medicina y aprendices, permitir a los ingenieros de dispositivos estudiar sus nuevos diseños e incluso ayudar a los pacientes a comprender mejor su propia enfermedad y sus posibles tratamientos".

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