Membrana impresa en 3D para chequear el corazón

Redacción
Lunes, 17 Marzo 2014

Un equipo de investigadores de la Universidad de Washington en San Luis (Estados Unidos), dirigido por el doctor John Rogers, ha desarrollado un dispositivo implantable en el corazón que puede, por ejemplo, predecir un inminente ataque cardíaco. Lo más insólito de este invento es que ha sido creado con una impresora 3D bastante común. 

El dispositivo, una membrana elástica tridimensional hecha de un material de silicona suave y flexible, tiene la forma exacta para que se ajuste al epicardio del corazón (la capa externa de la pared de este órgano). A esta especie de cobertura o chaqueta para el corazón, se le imprimen (con la impresora 3D) pequeños sensores que pueden servir para medir la temperatura, el pH o incluso provocar un pulso de energía eléctrica en los casos de arritmia.

Gracias a este innovador dispositivo, que se ajustaría perfectamente a la geometría del corazón del usuario (ya que su forma es distinta en cada persona), los médicos podrían determinar con gran facilidad y precisión la salud del corazón, administrar cualquier tratamiento o predecir un ataque al corazón antes de que el paciente muestre cualquier síntoma físico.

Los resultados del estudio de este dispositivo de diagnóstico y terapia de alta definición, que recuerdan mucho al publicado recientemente por Google (aunque menos sofisticado), han sido publicados en la revista Nature.

membrana corazón impresa 3D

Los autores del trabajo sostienen que este tipo de dispositivos pueden medir y mapear parámetros fisiológicos del corazón – como la tensión, la temperatura o la actividad eléctrica –  y ser herramientas útiles para la investigación cardíaca básica y clínica. En un futuro, propone, esta funda podría ser utilizada para identificar regiones críticas del corazón donde se produce una arritmia, una isquemia o un fallo cardíaco. Hasta ahora, aseguran, los sensores tienen que pegarse o coserse a la superficie del corazón y sólo cubren áreas relativamente pequeñas, por lo que hay inconvenientes tanto en cuanto a su practicidad como a su funcionalidad. 

John Rogers y su equipo han usado una impresora 3D para crear una reproducción anatómicamente exacta de un corazón de conejo basándose en la información anatómica obtenida con un escáner médico. Esta plantilla de corazón impresa en 3D les permitió desarrollar sus sensores utilizando un complejo diseño de modo que fueran colocados en áreas del corazón muy específicas. Después, los implantaron en una membrana de silicona. La funda de silicona multifuncional y ajustable mantiene de forma natural los sensores en su sitio, y permanece lo suficientemente elástica como para no interferir con la función cardíaca de bombeo. 

membrana impresa 3D corazón

Para comprobar que funciona, el equipo aplica su membrana a corazones aislados de conejo en una cámara de perfusión, y los utiliza en varios escenarios, por ejemplo para medir el ritmo cardíaco, la estimulación eléctrica del corazón, cambios a tiempo real en el PH durante restricción de suministro de sangre en el corazón o cambios en la temperatura como resultado de quemaduras localizadas durante un procedimiento conocido como ablación cardíaca.

La flexibilidad del diseño permite, de entrada, la integración de una serie de otras funcionalidades que no sólo permiten medir sino que también podrían controlar la función cardíaca. Hasta ahora, sólo se ha utilizado en corazones aislados – para aparatos implantados de forma crónica hay que desarrollar en el futuro asuntos como el suministro de energía, la comunicación de datos inalámbrica y la encapsulación del aparato- pero existe la posibilidad de que también funcione como marcapasos. 

"Tenemos en mente tres tipos de uso del dispositivo", explica Rogers a Next. "El primero es avanzar el conocimiento del corazón con modelos animales, el segundo es usarlo como instrumento de diagnóstico y terapéutico en humanos, y el último, y el mayor desafío, es convertirlo en un implante de larga duración con capacidades de funcionar como un marcapasos o desfibrilador que además monitoriza la actividad del corazón".

 

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