Un corazón artificial es un dispositivo de órgano artificial que reemplaza al corazón . Los corazones artificiales se suelen utilizar para acortar el tiempo necesario para completar la cirugía de trasplante de corazón , pero se están realizando investigaciones para desarrollar un dispositivo que podría reemplazar permanentemente el corazón en el caso de que un trasplante de corazón (de un ser humano fallecido o, experimentalmente, de un fallecido genéticamente modificado). cerdo) no está disponible o no es viable. En diciembre de 2023 [actualizar], hay dos dispositivos cardíacos artificiales completos disponibles comercialmente; en ambos casos, son para uso temporal, de menos de un año, para pacientes con insuficiencia cardíaca total que esperan un corazón humano para ser trasplantado a sus cuerpos.
Aunque otros inventos similares lo precedieron desde finales de la década de 1940, el primer corazón artificial que se implantó con éxito en un ser humano fue el Jarvik-7 en 1982, diseñado por un equipo que incluía a Willem Johan Kolff , William DeVries y Robert Jarvik . [1]
Un corazón artificial es distinto de un dispositivo de asistencia ventricular (VAD; para uno o ambos ventrículos, las cámaras inferiores del corazón), que también puede ser una solución permanente, o del balón de contrapulsación intraaórtico : ambos dispositivos están diseñados para soportar un corazón que falla. También se diferencia de una máquina de circulación extracorpórea , que es un dispositivo externo que se utiliza para proporcionar las funciones tanto del corazón como de los pulmones , y que se utiliza sólo durante unas pocas horas seguidas, más comúnmente durante una cirugía cardíaca . También se diferencia de un ventilador, que se utiliza para ayudar a los pulmones con insuficiencia, o de la oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO), que se utiliza para ayudar a quienes tienen una función cardíaca y pulmonar inadecuada durante hasta días o semanas, a diferencia de la máquina de bypass.
Un sustituto sintético del corazón sigue siendo el "santo grial" largamente buscado de la medicina moderna. El beneficio obvio de un corazón artificial funcional sería reducir la necesidad de trasplantes de corazón porque la demanda de órganos siempre supera con creces la oferta.
Aunque conceptualmente el corazón es una bomba, incorpora sutilezas que desafían la simple emulación con materiales sintéticos y fuentes de alimentación. [ cita necesaria ] Históricamente, los corazones artificiales han tenido problemas tanto desde un punto de vista biomédico, con respecto a la coagulación y el rechazo de objetos extraños, como con la longevidad y practicidad, con respecto a la vida útil del dispositivo y el equipo necesario para ejecutarlo.
Desde el inicio del dispositivo, los corazones artificiales se han mejorado continuamente al igual que lo ha hecho la tecnología médica. Los dispositivos más recientes, como el corazón Carmat, han buscado mejorar a sus predecesores reduciendo las complicaciones resultantes del implante del dispositivo, como el rechazo de cuerpos extraños y los trombos . [2]
El primer corazón artificial fue fabricado por el científico soviético Vladimir Demikhov en 1938. Lo implantó en un perro.
El 2 de julio de 1952, Henry Opitek , de 41 años , que padecía dificultad para respirar, hizo historia médica en el Hospital Universitario Harper [3] de la Universidad Estatal Wayne en Michigan. La máquina cardíaca Dodrill-GMR , considerada el primer corazón mecánico operativo, se utilizó con éxito durante una cirugía cardíaca. [4] [5] Se realizaron investigaciones en curso en terneros en el Hershey Medical Center , Animal Research Facility, en Hershey, Pensilvania, durante la década de 1970.
Forest Dewey Dodrill , en estrecha colaboración con Matthew Dudley, utilizó la máquina en 1952 para evitar el ventrículo izquierdo de Henry Opitek durante 50 minutos mientras abría la aurícula izquierda del paciente y trabajaba para reparar la válvula mitral. En el informe posoperatorio de Dodrill, señala: "Hasta donde sabemos, este es el primer caso de supervivencia de un paciente cuando se utilizó un mecanismo cardíaco mecánico para asumir la función corporal completa de mantener el suministro de sangre del cuerpo mientras el corazón Fue abierto y operado." [6]
Una máquina de circulación extracorpórea se utilizó por primera vez en 1953 durante una cirugía a corazón abierto con éxito. John Heysham Gibbon , el inventor de la máquina, realizó la operación y desarrolló él mismo el sustituto corazón-pulmón.
A raíz de estos avances, el interés científico por el desarrollo de una solución para las enfermedades cardíacas se desarrolló en numerosos grupos de investigación de todo el mundo.
En 1949, los médicos William Sewell y William Glenn, de la Facultad de Medicina de Yale, construyeron un precursor de la moderna bomba cardíaca artificial utilizando un juego de montaje , diversos objetos y juguetes baratos. La bomba externa logró evitar el corazón de un perro durante más de una hora. [7]
El 12 de diciembre de 1957, Willem Johan Kolff , el inventor de órganos artificiales más prolífico del mundo, implantó un corazón artificial en un perro en la Clínica Cleveland. El perro vivió 90 minutos.
En 1958, Domingo Liotta inició los estudios de reemplazo de TAH (Corazón Artificial Total) en Lyon, Francia, y en 1959-60 en la Universidad Nacional de Córdoba , Argentina. Presentó su trabajo en la reunión de la Sociedad Americana de Órganos Internos Artificiales celebrada en Atlantic City en marzo de 1961. En esa reunión, Liotta describió la implantación de tres tipos de TAH ortotópicos (dentro del saco pericárdico) en perros, cada uno de los cuales utilizaba una fuente diferente de energía externa: un motor eléctrico implantable, una bomba rotativa implantable con un motor eléctrico externo y una bomba neumática. [8] [9]
Paul Winchell diseñó un modelo de corazón artificial con la ayuda de Henry Heimlich (el inventor de la maniobra de Heimlich ) y presentó una patente para un corazón artificial accionado mecánicamente que implementa un mecanismo de rodillo accionado por leva para comprimir bolsas flexibles que contienen sangre, el 6 de febrero de 1961. [ 10] Esto es contrario a la afirmación popular de que Winchell presentó la patente en el verano de 1956, así como a la afirmación de que Winchell "inventó" el corazón artificial. [11] De hecho, existían dos patentes antes de la presentación de Winchell. Estas patentes fueron presentadas el 10 de abril de 1956, [12] y el 17 de abril de 1959, [13] respectivamente. Winchell también afirma que el diseño de su patente se utilizó en modelos posteriores de corazones de Jarvik, afirmación que Robert Jarvik, el principal diseñador de esos corazones, niega basándose en que sus corazones accionados neumáticamente tienen poco en común con los accionados mecánicamente de Winchell. patentar. [14]
En 1964, los Institutos Nacionales de Salud iniciaron el Programa de Corazón Artificial, con el objetivo de poner un corazón artificial en un ser humano para finales de la década. [15] El propósito del programa era desarrollar un corazón artificial implantable, incluida la fuente de energía, para reemplazar un corazón defectuoso. [dieciséis]
En febrero de 1966, Adrian Kantrowitz saltó a la fama internacional cuando realizó la primera implantación permanente de un corazón mecánico parcial (dispositivo de asistencia ventricular izquierda) en el Centro Médico Maimónides . [17]
En 1967, Kolff dejó la Clínica Cleveland para iniciar la División de Órganos Artificiales de la Universidad de Utah y continuar su trabajo sobre el corazón artificial.
A lo largo de los años, más de 200 médicos, ingenieros, estudiantes y profesores desarrollaron, probaron y mejoraron el corazón artificial de Kolff. Para ayudarle a gestionar sus numerosos proyectos, Kolff asignó directores de proyecto. Cada proyecto recibió el nombre de su director. El estudiante de posgrado Robert Jarvik fue el director de proyectos de corazones artificiales, de los que recibe su nombre la línea Jarvik de corazones artificiales. Allí, el médico-ingeniero Clifford Kwan-Gett inventó dos componentes de un sistema cardíaco artificial neumático integrado: un ventrículo con diafragmas hemisféricos que no aplastaba los glóbulos rojos (un problema con los corazones artificiales anteriores) y un impulsor cardíaco externo que regulaba inherentemente el flujo sanguíneo. sin necesidad de complejos sistemas de control. [18] Jarvik también combinó varias modificaciones: una forma ovoide para caber dentro del pecho humano, un poliuretano más compatible con la sangre desarrollado por el ingeniero biomédico Donald Lyman y un método de fabricación de Kwan-Gett que hizo que el interior de los ventrículos fuera suave y sin costuras. para reducir los coágulos sanguíneos peligrosos que causan accidentes cerebrovasculares. [19]
El 4 de abril de 1969, Domingo Liotta y Denton A. Cooley reemplazaron el corazón de un moribundo con un corazón mecánico dentro del pecho en el Texas Heart Institute en Houston como puente para un trasplante. El hombre despertó y empezó a recuperarse. Después de 64 horas, se extrajo el corazón artificial de accionamiento neumático y se reemplazó por un corazón de donante. Sin embargo, treinta y dos horas después del trasplante, el hombre murió de lo que luego se demostró que era una infección pulmonar aguda, extendida a ambos pulmones, causada por hongos, probablemente causada por una complicación de un medicamento inmunosupresor . [20]
El prototipo original del corazón artificial Liotta-Cooley utilizado en esta operación histórica se exhibe de manera destacada en la exhibición "Tesoros de la historia estadounidense" del Museo Nacional de Historia Estadounidense del Instituto Smithsonian en Washington, DC [21]
El primer uso clínico de un corazón artificial diseñado para implantación permanente en lugar de un puente para trasplante ocurrió en 1982 en la Universidad de Utah .
En 1981, William DeVries solicitó permiso a la FDA para implantar el Jarvik-7 en un ser humano. El 1 de diciembre de 1982, William DeVries implantó el corazón artificial Jarvik-7 a Barney Clark, un dentista jubilado de Seattle que padecía una insuficiencia cardíaca congestiva grave . El caso de Clark fue muy publicitado y recibió mucha atención de los medios, atrayendo la atención de cadenas de televisión, periódicos y publicaciones periódicas. Clark vivió durante 112 días atado a la consola de accionamiento neumático UtahDrive, un dispositivo que pesaba unas 400 libras (180 kg). Durante ese tiempo, Clark requirió varias reoperaciones, sufrió convulsiones, experimentó períodos prolongados de confusión y varios casos de sangrado y pidió varias veces que le dejaran morir. Clark, sin embargo, todavía creía que ser parte del experimento inicial era una contribución importante a la medicina y mantenía una perspectiva general positiva sobre su condición. [22] [23] Barney Clark murió el 23 de marzo de 1983 debido a una falla del sistema multiorgánico. A pesar de las complicaciones, DeVries consideró que el caso de Clark fue un éxito. [24]
Posteriormente, DeVries trasladó su práctica al Humana Hospital Audubon en Louisville, Kentucky, para continuar los estudios utilizando el Jarvik-7. El primer paciente con corazón artificial de DeVries en Louisville fue Bill Schroeder . DeVries reemplazó el corazón defectuoso de Schroeder con un Jarvik-7 el 25 de noviembre de 1984. Al igual que Clark, Schroeder sufrió una hemorragia que requirió una nueva operación para resolverla. En las primeras semanas, las perspectivas eran buenas y a Schroeder se le permitió tomar una lata de cerveza Coors y el presidente Reagan le llamó por teléfono , en la que, como es sabido, le pidió al presidente información actualizada sobre un cheque tardío del Seguro Social. [25] Sin embargo, 19 días después de la operación, Schroeder sufrió el primero de cuatro derrames cerebrales . A pesar de esto, su recuperación continuó y se le permitió vivir en un apartamento especialmente equipado cerca del hospital durante un período de tiempo, así como utilizar una unidad de accionamiento portátil para el corazón alimentada por baterías recientemente desarrollada que le permitió aventurarse fuera del hospital. por períodos cortos. La salud de Schroeder continuó deteriorándose a medida que tres derrames cerebrales más plagaron su tiempo con el corazón artificial. Murió el 6 de agosto de 1986, por complicaciones de un derrame cerebral, insuficiencia respiratoria y sepsis, luego de 620 días con el corazón artificial. [26]
Tres pacientes más recibieron el Jarvik-7 como corazón permanente. Murray Haydon, el tercer paciente de DeVries, recibió un Jarvik-7 el 17 de febrero de 1985. Haydon sufrió problemas pulmonares y tuvo que estar conectado a un ventilador mecánico mientras estuvo con el corazón artificial. Haydon murió de infección e insuficiencia renal el 19 de junio de 1986, después de 488 días con su corazón artificial. El 7 de abril de 1985, el Dr. Bjarne Semb del Hospital Karolinska de Estocolmo, Suecia, implantó un Jarvik-7 en el empresario sueco Leif Stenberg. Stenberg vivió 229 días sin incidentes con el corazón, pero sufrió un derrame cerebral y posteriormente murió el 21 de noviembre de 1985. Jack Burcham fue el cuarto y último paciente de DeVries en recibir un Jarvik-7 como terapia de destino. Burcham recibió su corazón el 14 de abril de 1985, pero debido a complicaciones por el tamaño del dispositivo, sangrado e insuficiencia renal, Burcham murió apenas 10 días después, el 25 de abril de 1985. [27]
A mediados de la década de 1980, los corazones artificiales funcionaban mediante grandes consolas de accionamiento neumático. Además, dos catéteres de gran tamaño debían atravesar la pared del cuerpo para llevar los pulsos neumáticos al corazón implantado, lo que aumentaba considerablemente el riesgo de infección. Para acelerar el desarrollo de una nueva generación de tecnologías, el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre abrió un concurso para implantar corazones artificiales impulsados eléctricamente. Tres grupos recibieron financiación: Cleveland Clinic en Cleveland, Ohio; la Facultad de Medicina de la Universidad Estatal de Pensilvania ( Penn State Milton S. Hershey Medical Center ) en Hershey, Pensilvania; y AbioMed, Inc. de Danvers, Massachusetts. A pesar de los considerables avances, el programa de Cleveland se suspendió después de los primeros cinco años.
El 19 de julio de 1963, E. Stanley Crawford y Domingo Liotta implantaron el primer dispositivo clínico de asistencia ventricular izquierda (DAVI) en el Hospital Metodista de Houston, Texas, en un paciente que sufrió un paro cardíaco después de la cirugía. El paciente sobrevivió cuatro días bajo soporte mecánico pero no se recuperó de las complicaciones del paro cardíaco; finalmente, se suspendió la bomba y el paciente falleció.
El 21 de abril de 1966, Michael DeBakey y Liotta implantaron el primer DAVI clínico en una posición paracorpórea (donde la bomba externa descansa al costado del paciente) en el Hospital Metodista de Houston, en un paciente que experimentaba un shock cardiogénico después de una cirugía cardíaca. El paciente desarrolló complicaciones neurológicas y pulmonares y falleció después de unos días de soporte mecánico del DAVI. En octubre de 1966, DeBakey y Liotta implantaron el DAVI paracorpóreo Liotta-DeBakey en un nuevo paciente que se recuperó bien y fue dado de alta del hospital después de 10 días de soporte mecánico, constituyendo así el primer uso exitoso de un DAVI para el shock poscardiotomía.
En 1990, Brian Williams fue dado de alta del Centro Médico de la Universidad de Pittsburgh (UPMC), convirtiéndose en el primer paciente con VAD en ser dado de alta con la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA). [29] El paciente fue apoyado en parte por bioingenieros del Instituto McGowan de la Universidad de Pittsburgh. [29] [30]
SynCardia Systems es una empresa con sede en Tucson, Arizona, que actualmente tiene disponibles dos modelos distintos de su corazón artificial. Está disponible en tamaños de 70 cc y 50 cc. El modelo de 70 cc se utiliza para insuficiencia cardíaca biventricular en hombres adultos, mientras que el de 50 cc es para niños y mujeres. [31] A partir de 2014, más de 1250 pacientes han recibido corazones artificiales SynCardia. [32] [33]
El dispositivo tiene dos sistemas de accionamiento disponibles para que los utilicen los pacientes; el controlador hospitalario Companion 2, aprobado por la FDA en 2012, o el Freedom Driver System, aprobado en 2014. El Companion 2 reemplazó la consola del sistema de soporte circulatorio, que era el sistema de accionamiento original del corazón. El Freedom Driver System es un controlador portátil compacto para una mayor movilidad y puede permitir que algunos pacientes regresen a casa. [34] [35] Para alimentar el corazón, los conductores envían aire pulsado a través de las líneas de transmisión hacia el corazón. Los conductores también controlan el flujo sanguíneo de cada ventrículo. [36]
En 1991, los derechos del Jarvik-7 fueron transferidos a CardioWest, que reanudó las pruebas del corazón. Tras los buenos resultados con el TAH como puente hacia el trasplante de corazón , en 1993 se inició un ensayo con el TAH CardioWest y se completó en 2002. [37] Después de completar este ensayo, CardioWest se convirtió en SynCardia. El corazón artificial total SynCardia fue aprobado por primera vez para su uso en 2004 por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU . [34]
Aunque SynCardia comparte su diseño con el Jarvik-7, se han realizado mejoras a lo largo de su vida útil, lo que reduce la aparición de accidentes cerebrovasculares y hemorragias. [33] La vida útil mientras recibe soporte del dispositivo también ha mejorado drásticamente: un paciente recibió soporte del dispositivo durante más de 1700 días. [38]
En 2016, SynCardia se declaró en quiebra y posteriormente fue adquirida por la firma de capital privado Versa Capital Management. [39] En 2021, SynCardia fue adquirida por Hunniwell Lake Ventures bajo su empresa de cartera, Picard Medical. [40] En abril de 2023, SynCardia presentó una solicitud para convertirse en una empresa que cotiza en bolsa a través de SPAC . [41]
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El 27 de octubre de 2008, el profesor francés y destacado especialista en trasplantes de corazón Alain F. Carpentier anunció un cronograma según el cual un corazón artificial totalmente implantable estaría listo para ensayos clínicos en 2011 y para un trasplante alternativo en 2013. Fue desarrollado y sería fabricado. por su empresa biomédica CARMAT SA, [42] y la empresa de capital riesgo Truffle Capital. El prototipo utilizaba sensores electrónicos integrados y estaba fabricado a partir de tejidos animales tratados químicamente, llamados "biomateriales", o una "pseudo-piel" de materiales microporosos biosintéticos . [43]
Según un comunicado de Carmat del 20 de diciembre de 2013, la primera implantación de su corazón artificial en un paciente de 75 años fue realizada el 18 de diciembre de 2013 por el equipo del Hospital Europeo Georges Pompidou de París (Francia). [44] El paciente murió 75 días después de la operación. [45]
El diseño de Carmat, llamado Aeson, consta de dos cámaras, cada una dividida por una membrana que contiene fluido hidráulico en un lado. Una bomba motorizada mueve el fluido hidráulico dentro y fuera de las cámaras. El líquido bombeado hace que la membrana se mueva, lo que hace que la sangre bombee a través del corazón. El lado de la membrana que mira hacia la sangre está hecho de tejido obtenido de un saco que rodea el corazón de una vaca, para hacer que el dispositivo sea más biocompatible. El dispositivo Carmat también utiliza válvulas hechas de tejido de corazón de vaca y tiene sensores para detectar un aumento de presión dentro del dispositivo. La información cardíaca se envía a un sistema de control interno que puede ajustar el caudal en respuesta a una mayor demanda, como cuando un paciente hace ejercicio. [46]
El Carmat Aeson está destinado a ser utilizado en casos de insuficiencia cardíaca terminal, en lugar de utilizarse como dispositivo puente mientras el paciente espera un trasplante. [47] Con 900 gramos, pesa casi tres veces más que un corazón típico y está dirigido principalmente a hombres obesos. También requiere que el paciente lleve consigo una batería de Li-Ion adicional . La vida útil prevista del corazón artificial es de unos cinco años (230 millones de latidos). [48]
En 2016, la Agencia Nacional de Seguridad y Medicina en Europa prohibió los ensayos del "corazón totalmente artificial" Carmat después de que se confirmaron tasas de supervivencia cortas. La prohibición se levantó en mayo de 2017. En ese momento, un informe europeo afirmaba que la terapia celular C-Cure de Celyad para la insuficiencia cardíaca isquémica [49] "sólo podría ayudar a una subpoblación de participantes del estudio de Fase III, y Carmat esperará que su corazón artificial podremos tratar a una mayor proporción de pacientes con insuficiencia cardiaca". [50]
El corazón artificial Carmat fue aprobado para su venta en la Unión Europea y recibió la marca CE el 22 de diciembre de 2020. [51] A partir de diciembre de 2023 [update], el Carmat solo está disponible en Europa como puente para trasplante, para hasta 180 días mientras espera un trasplante de corazón humano. En Estados Unidos sólo está disponible en ensayos clínicos. [52]
La bomba cardíaca artificial del ejército de EE. UU. era una unidad compacta impulsada por aire desarrollada por Kenneth Woodward en los Laboratorios Harry Diamond a principios y mediados de la década de 1960. [53] [54] La bomba cardíaca del ejército estaba hecha parcialmente de plexiglás y constaba de dos válvulas, una cámara y una trampilla de succión. [53] La bomba funcionaba sin piezas móviles según el principio de amplificación de fluido, proporcionando una fuente de presión de aire pulsante que se asemeja a un latido del corazón. [54]
La línea de corazones Jarvik fue desarrollada por la ahora desaparecida compañía de dispositivos médicos Symbion, por los investigadores de dispositivos médicos Willem Kolff y Robert Jarvik en conjunto con la Universidad de Utah. Estos corazones se desarrollaron mediante ensayos con animales y culminaron en el Jarvik-7 100, el modelo original que se utilizó en los primeros ensayos clínicos del corazón. Los corazones Jarvik-7 estaban hechos principalmente de plásticos y polímeros biocompatibles. Estos corazones utilizaban cuatro válvulas Medtronic-Hall y constaban de dos "ventrículos" que contenían diafragmas multicapa de baja tensión. [55] El Jarvik-7 estaba propulsado neumáticamente por dos líneas de transmisión transcutáneas conectadas a una gran consola de transmisión de aire comprimido, originalmente llamada Utahdrive. La consola de accionamiento contenía dos sistemas de accionamiento independientes para redundancia, dispositivos de registro de datos y cilindros de aire comprimido de reserva. [56]
El Jarvik-7 se desarrolló posteriormente en una variante más pequeña de 70 cc para que encajara mejor en las cavidades torácicas de más pacientes. Otro avance que llegó al Jarvik-7 fue la introducción de un sistema de propulsión portátil alimentado por baterías del tamaño de un maletín que luego aprovecharon los pacientes.
Contrariamente a la creencia popular y a los artículos erróneos de varias revistas, el uso del corazón Jarvik-7 no fue prohibido permanentemente. Después de una adquisición hostil, las instalaciones de Symbion dejaron de cumplir con la FDA en 1990 y exigieron que los dispositivos fueran destruidos. Después de que los derechos del dispositivo se transfirieran a la entonces CardioWest Technologies, se aprobó un estudio de investigación en 1993. CardioWest Technologies se convirtió en SynCardia en 2003, que actualmente produce la versión moderna del Jarvik-7, conocido como el corazón artificial total temporal SynCardia . [55]
Desde 1991, la Fundación para el Desarrollo de la Cirugía Cardíaca (FRK) de Zabrze , Polonia, trabaja en el desarrollo de un corazón artificial. Hoy en día [ ¿cuándo? ] el sistema polaco de asistencia cardíaca POLCAS consta del ventrículo artificial POLVAD-MEV y los tres controladores POLPDU-401, POLPDU-402 y POLPDU-501. Los dispositivos presentados están diseñados para atender a un solo paciente. Las unidades de control de las series 401 y 402 pueden utilizarse únicamente en hospitales debido a su gran tamaño, método de control y tipo de alimentación. La unidad de control [57] de la serie 501 es el último producto de FRK. Debido a su tamaño y peso mucho más pequeños, es una solución significativamente más móvil. Por este motivo, también se puede utilizar durante el tratamiento supervisado realizado fuera del hospital. [ cita necesaria ]
En junio de 1996, un hombre de 46 años recibió un implante total de corazón artificial realizado por Jeng Wei en el Hospital General Cheng-Hsin [58] en Taiwán . Este corazón artificial total Phoenix-7 neumático tecnológicamente avanzado fue fabricado por el dentista taiwanés Kelvin K. Cheng , el médico chino TM Kao y sus colegas del Centro de Investigación TAH de Taiwán en Tainan , Taiwán . Con este corazón artificial experimental, la presión arterial del paciente se mantuvo entre 90 y 100/40 y 50 mmHg y el gasto cardíaco entre 4,2 y 5,8 l/min. [59] Luego, el paciente recibió el primer trasplante combinado exitoso de corazón y riñón del mundo después de un puente con un corazón artificial total. [60]
El primer AbioCor que se implantó quirúrgicamente en un paciente fue el 3 de julio de 2001. [61] El AbioCor está hecho de titanio y plástico con un peso de 0,9 kg (dos libras) y su batería interna se puede recargar con un dispositivo de transducción. que envía energía a través de la piel. [61] La batería interna dura media hora y una batería externa portátil dura cuatro horas. [62] La FDA anunció el 5 de septiembre de 2006 que el AbioCor podría implantarse para usos humanitarios después de que el dispositivo hubiera sido probado en 15 pacientes. [63] Está destinado a pacientes críticamente enfermos que no pueden recibir un trasplante de corazón. [63] Algunas limitaciones del AbioCor actual son que su tamaño lo hace adecuado para menos del 50% de la población femenina y sólo alrededor del 50% de la población masculina, y su vida útil es de sólo 1 a 2 años. [64]
Combinando sus ventrículos con válvulas con la tecnología de control y el tornillo giratorio desarrollado en Penn State, AbioMed diseñó un corazón más pequeño y estable, el AbioCor II. Esta bomba, que debería ser implantable en la mayoría de los hombres y en el 50% de las mujeres con una esperanza de vida de hasta cinco años, [64] fue sometida a pruebas con animales en 2005, y la compañía esperaba obtener la aprobación de la FDA para uso humano en 2008. [65 ] Después de una gran cantidad de experimentación, AbioMed abandonó el desarrollo de corazones artificiales totales a partir de 2015. [66] A partir de 2019, Abiomed solo comercializa bombas cardíacas, [67] "destinadas a ayudar a bombear sangre en pacientes que necesitan apoyo a corto plazo ( hasta 6 días)", [68] que no son corazones artificiales totales.
El 12 de marzo de 2011, OH Frazier y William Cohn implantaron un corazón artificial experimental en Craig Lewis, de 55 años, en el Texas Heart Institute de Houston . El dispositivo es una combinación de dos bombas HeartMate II modificadas que se han sometido a pruebas en bovinos. [69]
Hasta ahora, sólo una persona se ha beneficiado del corazón artificial de Frazier y Cohn. Craig Lewis tuvo amiloidosis en 2011 y buscó tratamiento. Después de obtener el permiso de su familia, Frazier y Cohn reemplazaron su corazón con su dispositivo. Lewis sobrevivió otras 5 semanas después de la operación; Finalmente murió de insuficiencia hepática y renal debido a su amiloidosis, tras lo cual su familia pidió que le desconectaran el corazón artificial. [70]
El 10 de julio de 2017, Nicholas Cohrs y sus colegas presentaron un nuevo concepto de corazón artificial total blando en el Journal of Artificial Organs. [71] El corazón fue desarrollado en el Laboratorio de Materiales Funcionales de ETH Zurich . [72] (Cohrs figuraba como estudiante de doctorado en un grupo dirigido por el profesor Wendelin Stark en ETH Zurich.) [73]
El corazón artificial blando (SAH) es un monobloque de silicona fabricado con la ayuda de tecnología de bioimpresión 3D . Pesa 390 g, tiene un volumen de 679 cm 3 y funciona mediante aire presurizado. "Nuestro objetivo es desarrollar un corazón artificial que tenga aproximadamente el mismo tamaño que el del paciente y que imite lo más fielmente posible al corazón humano en forma y función", dijo Cohrs en una entrevista. [74] El SAH fundamentalmente se mueve y funciona como un corazón natural, pero el prototipo solo funcionó durante 3000 latidos (alrededor de 30 a 50 minutos a una frecuencia cardíaca promedio) [75] en una máquina híbrida de circulación simulada [ cita necesaria ] antes de la silicona Se rompió la membrana (2,3 mm de espesor) entre el ventrículo izquierdo y la cámara de expansión de aire. [76]
La vida útil de un prototipo de Cohrs más reciente (que utiliza varios polímeros en lugar de silicona) [ cita necesaria ] todavía era limitada, según informes de principios de 2018, y ese modelo proporcionaba una vida útil de 1 millón de latidos del corazón, aproximadamente diez días en un ser humano. cuerpo. [77] En ese momento, Cohrs y su equipo estaban experimentando con software CAD e impresión 3D, esforzándose por desarrollar un modelo que duraría hasta 15 años. "Realmente no podemos predecir cuándo podremos tener un corazón funcional final que cumpla todos los requisitos y esté listo para su implantación. Esto normalmente lleva años", afirmó Cohrs. [ cita necesaria ]
Fundada en 2008, la empresa BiVACOR desarrolla un corazón artificial total basado en una bomba centrífuga rotativa. Los investigadores y cardiólogos del corazón artificial OH Frazier y William Cohn forman parte de la junta directiva de la empresa BiVACOR. El corazón BiVACOR busca mejorar el corazón artificial mediante el uso de un impulsor levitado magnéticamente que reduce la coagulación y tiene una sola parte móvil. Esto también reduce el tamaño y la complejidad, además de que solo requiere una batería para funcionar. El corazón BiVACOR no es pulsátil como los corazones anteriores y no contiene válvulas, pero es capaz de generar "latidos" cambiando rápidamente la velocidad del impulsor. [78] [79] BiVACOR se ha probado como sustituto del corazón de una oveja. [80] [81]
El 10 de noviembre de 2023, el corazón BiVACOR recibió la autorización de la FDA en virtud de la exención de dispositivo en investigación para su uso en ensayos en humanos. [82]
Se puede utilizar una bomba centrífuga [83] [84] o una bomba de flujo axial [85] [86] como corazón artificial, lo que da como resultado que el paciente esté vivo sin pulso .
Se ha descrito un corazón artificial centrífugo que bombea alternativamente la circulación pulmonar y la circulación sistémica , provocando un pulso. [87]
Los investigadores han construido un corazón con espuma. El corazón está hecho de silicona flexible y funciona con una bomba externa para impulsar aire y líquidos a través del corazón. Actualmente no se puede implantar en humanos, pero ofrece un nuevo concepto en corazones artificiales. [88]
Los pacientes a los que les queda algo de función cardíaca pero que ya no pueden vivir normalmente pueden ser candidatos para dispositivos de asistencia ventricular (DAV), que no reemplazan al corazón humano sino que lo complementan asumiendo gran parte de la función. [1]
El primer sistema de dispositivo de asistencia ventricular izquierda (DAVI) fue creado por Domingo Liotta en el Baylor College of Medicine de Houston en 1962. [89]
Otro VAD, el Kantrowitz CardioVad, diseñado por Adrian Kantrowitz , estimula el corazón nativo asumiendo más del 50% de su función. [90] Además, el VAD puede ayudar a los pacientes en la lista de espera para un trasplante de corazón. En una persona joven, este dispositivo podría retrasar la necesidad de un trasplante entre 10 y 15 años, o incluso permitir que el corazón se recupere, en cuyo caso se puede extraer el DAV. [90] El corazón artificial funciona con una batería que debe cambiarse varias veces mientras sigue funcionando. [ cita necesaria ]
El primer dispositivo de asistencia cardíaca fue aprobado por la FDA en 1994, y dos más recibieron la aprobación en 1998. [91] Si bien los dispositivos de asistencia originales emulaban el corazón pulsante, las versiones más nuevas, como el Heartmate II, [92] desarrollado por The Texas Heart Institute of Houston, proporciona un flujo continuo. Estas bombas (que pueden ser centrífugas o de flujo axial ) son más pequeñas y potencialmente más duraderas que la generación actual de bombas de reemplazo total del corazón. Otra ventaja importante de un VAD es que el paciente conserva el corazón natural, que aún puede funcionar como respaldo temporal si la bomba mecánica se detuviera. Esto puede proporcionar suficiente apoyo para mantener al paciente con vida hasta que se implemente una solución al problema. [ cita necesaria ]
En agosto de 2006, se implantó un corazón artificial a una niña de 15 años en el Hospital Infantil Stollery de Edmonton , Alberta . Estaba destinado a actuar como un elemento temporal hasta que se pudiera encontrar un corazón donado. En cambio, el corazón artificial (llamado Corazón de Berlín ) permitió que ocurrieran procesos naturales y su corazón se curó por sí solo. Después de 146 días, se extrajo el Corazón de Berlín y el corazón de la niña funcionó correctamente por sí solo. [93] El 16 de diciembre de 2011, el Berlin Heart obtuvo la aprobación de la FDA de EE. UU. Desde entonces, el dispositivo se ha implantado con éxito en varios niños, incluida una niña hondureña de 4 años en el Children's Hospital Boston . [94]
Se ha aprobado el uso de varios dispositivos de asistencia ventricular de flujo continuo en la Unión Europea y, en agosto de 2007, se encontraban en ensayos clínicos para obtener la aprobación de la FDA.
En 2012, Craig Lewis, un texano de 55 años, se presentó en el Texas Heart Institute con un caso grave de amiloidosis cardíaca . Le realizaron un trasplante experimental de corazón artificial de flujo continuo que le salvó la vida. Lewis murió 5 semanas después de insuficiencia hepática después de entrar en coma debido a la amiloidosis . [95]
En 2012, un estudio publicado en el New England Journal of Medicine comparó el Corazón de Berlín con la oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO) y concluyó que "un dispositivo de asistencia ventricular disponible en varios tamaños para su uso en niños como puente hacia el trasplante de corazón [como el Berlin Heart] se asoció con una tasa de supervivencia significativamente mayor en comparación con la ECMO". [96] El autor principal del estudio, Charles D. Fraser Jr., cirujano jefe del Texas Children's Hospital, explicó: "Con el Berlin Heart, tenemos una terapia más eficaz para ofrecer a los pacientes en una fase más temprana del tratamiento de su insuficiencia cardíaca. Cuando Nos sentamos con los padres y tenemos datos reales que ofrecerles para que puedan tomar una decisión informada. Este es un gran paso adelante". [97]
El ex vicepresidente Dick Cheney, que padecía insuficiencia cardíaca terminal, se sometió a un procedimiento en el Hospital INOVA Fairfax, en Fairfax, Virginia, en julio de 2010, para que le implantaran un VAD Heartmate II. [1] En 2012, recibió un trasplante de corazón a los 71 años, después de 20 meses en lista de espera.
{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)disponible comercialmente SÓLO en Europa... como puente hacia el trasplante en pacientes... que probablemente se someterán a un trasplante de corazón en los 180 días siguientes a la implantación del dispositivo... En EE. UU., Aeson® está actualmente disponible exclusivamente en el marco de ensayos clínicos.
Wendelin Stark, profesor de ingeniería de materiales funcionales en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Suiza, creó el corazón pulsante, junto con su estudiante de doctorado Nicholas Cohrs y otros investigadores, utilizando una técnica de fundición en cera.
El grupo suizo publicó los resultados en la revista Artificial Organs el año pasado. El corazón duró 3.000 latidos, o unos 30 minutos, antes de romperse. "Siempre se rompía en la misma posición", dijo Cohrs. Actualmente están trabajando en un nuevo prototipo con geometría optimizada para solucionar los problemas estructurales, así como con un nuevo material más resistente. En la última prueba, el nuevo prototipo duró 1 millón de latidos antes de que detuvieran el experimento.
{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)(28 de agosto de 2007), Capital Health, Edmonton (archivado desde "Berlin Heart". Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007. Consultado el 29 de agosto de 2007 .el original) el 2007-10-01.