Diseñan el primer marcapasos temporal que se disuelve en el organismo

Investigadores de las universidades Northwestern y George Washington han desarrollado el primer marcapasos temporal. Es inalámbrico, no tiene batería y desaparece cuando ya no se necesita.

Podría utilizarse en pacientes que requieren una estimulación cardíaca temporal después de someterse a una cirugía cardíaca o mientras esperan un marcapasos permanente. Todos sus componentes son biocompatibles y se absorben de forma natural en los biofluidos del cuerpo en el transcurso de cinco a siete semanas sin necesidad de extracción quirúrgica.

El dispositivo, que es fino, flexible y ligero (pesa menos de medio gramo), recolecta energía de forma inalámbrica de una antena remota externa utilizando protocolos de comunicación de campo cercano, la misma tecnología utilizada en los teléfonos inteligentes para pagos electrónicos. Esto elimina la necesidad de baterías voluminosas y hardware rígidos, incluidos cables (o conductores). Los cables no solo pueden introducir infecciones, sino que también pueden quedar envueltos en tejido cicatricial, causando más daño cuando se retiran, aseguran los investigadores en el estudio.

Los investigadores de este estudio, publicado hoy en la revista «Nature Biotechnology», han demostrado la eficacia del dispositivo en una serie de modelos animales grandes y pequeños. Es decir, todavía queda un largo proceso para que sea real en humanos, pero se trata, en cualquier caso, de todo un avance.

“El hardware colocado dentro o cerca del corazón crea riesgos de infección y otras complicaciones”, afirma John A. Rogers, de la Universidad de Northwestern, quien dirigió el desarrollo del dispositivo. “Nuestros marcapasos transitorios inalámbricos -prosigue- superan las desventajas clave de los dispositivos temporales tradicionales al eliminar la necesidad de cables percutáneos para los procedimientos de extracción quirúrgica, lo que ofrece la posibilidad de reducir los costos y mejorar los resultados en la atención del paciente. Este tipo inusual de dispositivo podría representar el futuro de tecnología de estimulación temporal“.

“A veces, los pacientes solo necesitan marcapasos temporalmente, tal vez después de una cirugía a corazón abierto, un ataque cardíaco o una sobredosis de drogas”, explica en un comunicado el Dr. Rishi Arora, cardiólogo de Northwestern Medicine que codirigió el estudio. “Una vez estabilizado el corazón del paciente, podemos retirar el marcapasos. El estándar actual de atención consiste en insertar un cable, que permanece en su lugar entre tres y siete días. Estos tienen el potencial de infectarse o desprenderse”, añade.

“La plataforma de electrónica transitoria abre un capítulo completamente nuevo en medicina e investigación biomédica”, dijo Igor Efimov, quien codirigió el estudio con Rogers y Arora. “Los materiales bioabsorbibles en la base de esta tecnología hacen posible crear una gran cantidad de dispositivos transitorios de diagnóstico y terapéuticos para monitorear la progresión de enfermedades y terapias, administrando terapias eléctricas, farmacológicas, celulares, reprogramación de genes y más”.

Actualmente, para establecer un marcapasos temporal después de una cirugía a corazón abierto, los cirujanos deben coser electrodos de marcapasos temporales en el músculo cardíaco durante la cirugía. Estos tienen cables que salen por la parte frontal del tórax del paciente y se conectan a una caja de estimulación externa que suministra una corriente para controlar el ritmo cardíaco.

Cuando ya no se necesita el marcapasos temporal, los médicos retiran los electrodos del marcapasos. Aunque es poco común, las posibles complicaciones de los marcapasos temporales implantados incluyen infección, desprendimiento, tejidos desgarrados o dañados, hemorragia y coágulos de sangre.

En cambio, con este marcapasos temporal, “el circuito se implanta directamente en la superficie del corazón y podemos activarlo de forma remota. Durante un período de semanas, este nuevo tipo de marcapasos se ‘disuelve’ o se degrada por sí solo, evitando así la necesidad de la extracción física del marcapasos. Esto es potencialmente una gran victoria para los pacientes posoperatorios”, explica Arora.

“Con más modificaciones, eventualmente podría ser posible implantar estos marcapasos bioabsorbibles a través de una vena en la pierna o el brazo”, añade. “En este caso, también puede ser posible proporcionar estimulación cardíaca temporal a los pacientes que han sufrido un ataque cardíaco o a los pacientes que se someten a procedimientos con catéter, como el reemplazo de la válvula aórtica transcatéter”.

Comodidad del paciente

El cirujano cardíaco de Northwestern Medicine, el Dr. Duc Thinh Pham, que no participó en la investigación, imagina que un marcapasos transitorio indudablemente haría que sus pacientes se sintieran más cómodos. Con los marcapasos actuales, los pacientes suelen sentir molestias durante días después de que se insertan los cables. Luego, deben limitar sus movimientos y actividades para evitar que los cables se suelten.

“Este marcapasos transitorio es brillante”, sostiene Pham, quien ha realizado más de 2.000 cirugías cardíacas a lo largo de su carrera. “Además de abordar el problema principal de los pacientes posoperatorios ocasionales que necesitan un marcapasos temporal debido a bloqueos o arritmias, el dispositivo aborda el problema secundario de la comodidad del paciente, la capacidad de moverse libremente y rehabilitarse. Si tiene éxito, este dispositivo mejorará en gran medida un curso postoperatorio del paciente “.

Este es el segundo ejemplo de medicina electrónica bioabsorbible del laboratorio de Rogers, que ha estado estudiando la electrónica transitoria durante más de una década. En 2018, Rogers y sus colegas demostraron el primer dispositivo electrónico bioabsorbible del mundo: un implante biodegradable que acelera la regeneración nerviosa. Los dispositivos biorreabsorbibles del equipo son, aseguran los autores del estudio, “completamente inofensivos”. Después de degradarse, los dispositivos desaparecen por completo a través de los procesos biológicos naturales del organismo.

Dependiendo del paciente, es posible que se necesite un marcapasos temporal desde un par de días hasta varias semanas. Al variar la composición y el grosor de los materiales en el dispositivo, el equipo de Rogers puede controlar la cantidad precisa de días que permanece en activo antes de disolverse.

“Construimos estos dispositivos con diferentes tipos de materiales bioreabsorbibles seguros para garantizar un funcionamiento estable durante un período de tiempo algo más largo de lo que es clínicamente necesario”, asegura Rogers.