Corazón artificial

Un corazón artificial es una prótesis intracorpórea (o paracorporal) diseñada para reemplazar el corazón nativo y realizar las funciones motoras de la circulación sanguínea en el cuerpo humano, con el fin de tratar a personas con insuficiencia cardíaca y otras cardiopatías . -Vasculares graves . Las investigaciones y los intentos para producir este órgano artificial han demostrado que los principales obstáculos a superar son la autonomía, el tamaño de la prótesis que, cuando esta última es intracorpórea, debe ser anatómicamente compatible con la caja torácica, los riesgos de infecciones relacionados con la potencia percutánea. cable y riesgos tromboembólicos .

Hay dos tipos de corazón artificial:

• el corazón artificial total , reservado para pacientes gravemente enfermos, que sustituye por completo al corazón biológico. El cirujano generalmente deja las aurículas en su lugar y les conecta los ventrículos y vasos automáticos. A diferencia de un trasplante de corazón, la implantación de un corazón artificial no presenta ningún riesgo de rechazo por parte del sistema inmunológico ya que se trata de materiales biológicamente inertes. Por otro lado, prevalecen otros riesgos, en particular los riesgos tromboembólicos . El cirujano cardíaco francés  Alain Carpentier  fue pionero en este campo con el corazón totalmente artificial de la empresa  CARMAT , que se implantó con éxito en diciembre de 2013;
• el corazón artificial temporal, tipo Jarvik-7 (corazón de diafragma neumático que lleva el nombre de Robert Jarvik ), pendiente de un trasplante de corazón .

Los dispositivos de asistencia ventricular representan unas 4.500 operaciones anuales en Francia (aunque debería ser, para ello, el corazón derecho funciona con normalidad). Por otro lado, es importante señalar que las asistencias ventriculares no son corazones artificiales en virtud de que no reemplazan al corazón nativo del cuerpo humano sino que llegan a ser injertados en este último para asistirlo en la desempeño de sus funciones motoras y circulatorias. Así como no llamaríamos a un marcapasos un corazón artificial, lo mismo es impensable para las ayudas ventriculares.

Historia

• En 1967, el D r  Kolff inaugura la División de Órganos Artificiales en la Universidad de Utah y continuó sus estudios en el corazón artificial. Realizó varios experimentos con animales.

1. En 1973, Tony becerro sobrevivió 30 días con la primera versión del corazón D r  Kolff.
2. En 1975, el toro Burk sobrevivió 90 días con un sistema de circulación externa.
3. En 1976, el ternero Abebe sobrevivió 184 días con el corazón artificial Jarvik 5, otro sistema de circulación externa.
4. En 1981, el ternero Alfred Lord Tennyson sobrevivió durante 268 días con el Jarvik 5.
5. Con los años, más de 200 físicos, ingenieros, estudiantes y universidades desarrollaron, testèrent y mejoró el corazón artificial D r  Kolff. Robert Jarvik fue nombrado director de proyecto para el corazón artificial que, en consecuencia, tomó el nombre de Jarvik 7.

• 1969 , el Dr. Denton Cooley  (en) plantea el primer corazón total artificial (el Instituto del Corazón de Texas en Houston ) en un paciente moribundo al que no pudimos encontrar un corazón humano de un donante. El corazón era un sistema de circulación externa en la etapa experimental, este dispositivo muy pesado (compresor de 250  kg ) operado por control neumático. Consistía en dos prótesis ventriculares de plástico. Después de 64 horas, se extrajo el corazón artificial y se reemplazó con un corazón humano de un donante. Desafortunadamente, 32 horas después del trasplante, el paciente falleció. Posteriormente se entendió que se debía a una infección pulmonar aguda, ciertamente agravada por fármacos inmunosupresores.
• En 1981, el Dr. William DeVries pidió a la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA ) que implantara Jarvik 7 en un ser humano. 2 de diciembre de 1982 D Dr.  Kolff implanta el Jarvik 7 en el cuerpo de Barney Clark, un dentista de Seattle que sufría de insuficiencia cardíaca. El paciente vivió 112 días. Sin embargo, durante este período permaneció sujeto a un dispositivo de 180  kg , experimentó momentos de confusión, hemorragia y pidió repetidamente que le permitieran morir. Bill Schroeder fue el segundo receptor de Jarvik 7 y vivió un récord de 620 días.
• 19 y 27 de junio de 1989 en el Hospital Broussais de terneros. Los dos primeros son fallos porque los terneros no sobreviven a la operación pero el segundo permite conocer la causa de estos fallos y el 15 de mayo de 1991 el corazón late in vivo . El profesor Carpentier estuvo acompañado por Claude Wartelle , un ingeniero que había propuesto que el corazón estuviera equipado con un pistón accionado hidráulicamente.
• En 1992, el profesor Tofy Mussivand , un médico iraní que emigró a Ottawa, Canadá, desarrolló un sistema de circulación externa lo suficientemente pequeño para usarse en casa o en un quirófano, que todavía se usa en la cirugía cardíaca en la actualidad. En enero de 1996, inventó el primer corazón artificial implantable totalmente intratorácico. Este primer corazón se implanta durante 30 días en un ternero, en 1999, que será sacrificado.
• El 6 de julio de 2001, el Hospital Judío de Louisville trasplantó un corazón artificial, un prototipo de plástico y titanio , fabricado por Abiomed, a un paciente. La bomba eléctrica silenciosa funciona con una batería subcutánea interna, recargada por una batería externa del tamaño de un walkman. El experimento está autorizado por la Administración de Drogas y Alimentos para 5 pacientes y luego 15 si los resultados son concluyentes. La batería interna tiene una duración de 60 minutos, la batería externa portátil proporciona energía durante 4 horas. Este corazón artificial está destinado a pacientes en los que el trasplante está contraindicado. Sin embargo, AbioCor tiene ciertas limitaciones: por su tamaño es compatible solo con el 50% de la población masculina y su vida útil es de 1 a 2 años. Por eso AbioMed abandonó el proyecto AbioCor para dedicarse al desarrollo de AbioCor II .
• En 2008, el equipo del profesor Alain Carpentier , con Matra Défense ( Airbus Group ) creó la empresa CARMAT y anunció que tenía el primer corazón artificial implantable en Francia. Para limitar el riesgo de coágulos , las partes en contacto con la sangre están formadas en particular por materiales biocompatibles (aquí tejidos animales tratados químicamente para evitar el rechazo inmunológico) y tiene electrónica a bordo, lo que convierte al corazón artificial CARMAT. Corazón total biocompatible y autorregulador. CARMAT ha optimizado la forma de su corazón artificial total y ha miniaturizado todos los subconjuntos de regulación médica para integrarlos en la prótesis, manteniendo un volumen de eyección sistólica fisiológica, incluso bajo un esfuerzo sostenido. Un simulador de implantación virtual permite al médico comprobar la implantabilidad del corazón antes de la operación.
• Aún en desarrollo, en 2011, en el Texas Heart Institute en Houston y bajo la dirección de Bily Cohn y Bud Frazier, el "corazón que late" usa dos rotores, que giran para hacer circular la sangre de forma continua. Debido al bajo número de partes móviles, se desgasta menos. Bily Cohn llama a su creación "hecha a mano": para la experimentación con animales, ensambló dos sistemas de asistencia ventricular, utilizando materiales de bricolaje esterilizados. Para las pruebas en humanos, eligió artículos aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos .
• El 18 de diciembre de 2013 tuvo lugar una primicia mundial en Francia cuando la empresa CARMAT vio implantado por primera vez su corazón totalmente artificial en un paciente de 76 años en el Hospital Europeo Georges Pompidou (HEGP) de París por el profesor Christian Latrémouille . Hasta finales de agosto de 2016, de cinco pacientes a los que se les implantó un corazón artificial Carmat, todos murieron.

Tecnología

El corazón es relativamente fácil de reproducir (en comparación con otros órganos) porque funciona como una bomba.

Los corazones artificiales no deben confundirse con las ayudas ventriculares. Los corazones artificiales incluyen al menos 2 ventrículos y reemplazan a los ventrículos nativos. También son necesariamente de naturaleza pulsátil . Estos pueden ser neumáticos (como el corazón Syncardia) o electromecánicos (como el corazón CARMAT ).

La tecnología de estos corazones artificiales son secretos comerciales muy seguros.

De la información disponible para el público, el funcionamiento del corazón CARMAT es el siguiente:

• la prótesis comprende 2 cavidades ventriculares derecho e izquierdo , cada una separada por una biomembrana en pericardio flexible tratado en 2 volúmenes, uno para la sangre y otro para el fluido de actuación. Una bolsa exterior blanda contiene el líquido de actuación y late a la frecuencia cardíaca;
• Mediante accionamiento hidráulico a través de dos unidades de motobomba en miniatura, el líquido de accionamiento mueve esta biomembrana reproduciendo el movimiento de la pared ventricular del corazón humano durante la contracción. Este movimiento provoca la admisión y expulsión de sangre. Un dispositivo electrónico de a bordo regula el funcionamiento de la prótesis según las necesidades de los pacientes a partir de información proporcionada por sensores y procesada por un microprocesador, para obtener el flujo sanguíneo necesario sin aumentar sistemáticamente la frecuencia de funcionamiento. 

Prototipo de corazón artificial de silicona suave

La 10 de julio de 2017, Nicholas Cohrs y sus colegas presentaron un nuevo concepto de corazón artificial total flexible en el Journal of Artificial Organs . El núcleo fue desarrollado en el Laboratorio de Materiales Funcionales de ETH Zurich .

El corazón artificial flexible ( HSA para Soft Artificial Heart en inglés) fue creado a partir de silicona utilizando la tecnología de impresión 3D . El SAH es un monobloque de silicona. Pesa 390  g , tiene un volumen de 679  cm 3 y funciona con aire a presión. La HSA se mueve y funciona básicamente como un corazón real, pero actualmente solo late 3000 latidos (que son de 30 a 50 minutos para el latido del corazón de una persona promedio) en una máquina de circulación simulada híbrida. Después de eso, la membrana de silicona (2,3 mm de espesor) entre el ventrículo izquierdo y la cámara de expansión de aire se rompió.

La durée de vie d'un prototype plus récent (utilisant divers polymères au lieu de silicone ) était encore limitée, selon les rapports début 2018, ce modèle offrant une durée de vie utile de 1 million de battements cardiaques, soit environ dix jours dans un cuerpo humano. Actualmente, los investigadores apuntan a un prototipo que dure hasta 15 años.

Complicaciones

La complicación más común es el sangrado local.

Los accidentes cerebrovasculares siguen siendo frecuentes, requiriendo un tratamiento anticoagulante; sin embargo, este tratamiento es más limitado cuando se utilizan materiales biocompatibles .

Las infecciones son el tercer tipo de complicaciones de los corazones artificiales. Se ven favorecidos por la necesidad de retirar parte del material de la carrocería (cables de alimentación para los últimos modelos). La esperanza radica en el desarrollo de sistemas de alimentación por inducción a través de la piel, que permitan el cierre total de esta última alrededor del dispositivo.

Los dispositivos de flujo continuo tienen sus propias complicaciones: hay más sangrado digestivo, en parte debido a trastornos de la coagulación sanguínea probablemente causados ​​por la alteración de ciertas proteínas por la bomba ( enfermedad de von Willebrand adquirida). Además, el flujo continuo mantiene la válvula aórtica permanentemente abierta, dando como resultado modificaciones estructurales de esta última, en la práctica poco importantes, a menos que la asistencia ventricular se coloque de forma transitoria, su extracción puede resultar en insuficiencia aórtica . También existen riesgos, actualmente hipotéticos porque la tasa de supervivencia es demasiado baja, con respecto al efecto del flujo sanguíneo continuo a través de los riñones .

En Francia

Varios centros instalan corazones artificiales, incluido el grupo hospitalario Pitié-Salpêtrière - Charles Foix en París y el centro hospitalario universitario de Nantes ; así como en el hospital europeo Georges-Pompidou .

La 18 de diciembre de 2013, se instala el primer corazón artificial total CARMAT en el hospital europeo Georges-Pompidou de París. El paciente falleció menos de tres meses después.

El segundo paciente que recibió un corazón artificial CARMAT fue operado 5 de agosto de 2014en Nantes. Regresó a casa el2 de enero de, el año 2015, 69 años. Su corazón funcionó durante ocho meses, luego este paciente fue hospitalizado por insuficiencia circulatoria en1 st de mayo de el año 2015 y murió al día siguiente por complicaciones operativas a pesar del reemplazo de su prótesis.

El Hospital Universitario de Rennes ha confirmado la6 de septiembre de 2014 También han implantado un corazón totalmente artificial de la marca SynCardia de fabricación estadounidense.

La 28 de abril de 2015 Se publica en la prensa el anuncio del establecimiento, el 8 de abril de 2015, Una  prótesis cardíaca 3 e CARMAT por un equipo médico-quirúrgico de los Hospitales de Asistencia Pública de París. El paciente murió el18 de diciembre de 2015, pero el corazón artificial no sería la causa .

Notas y referencias

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Ver también

Artículos relacionados

• Corazón
• Órgano vital
• Transplante de corazón
• Infarto de miocardio
• Síndrome de Skumine

enlaces externos

• [video] Película corporativa CARMAT - Corazón artificial. en youtube