Cómo funcionan los corazones artificiales, ¡Explicado para tontos!

Cómo funcionan los corazones artificiales, ¡Explicado para tontos!

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como funciona

El corazón es el motor dentro de tu cuerpo que mantiene todo en funcionamiento. Básicamente, el corazón es una bomba muscular que mantiene el oxígeno y la circulación de la sangre a través de tus pulmones y cuerpo. En un día, tu corazón bombea aproximadamente 2.000 galones de sangre. Como cualquier motor, si no se toma el cuidado adecuado se puede descomponer y bombeará con menos eficiencia, una condición llamada fallo cardíaco.

Hasta hace poco, la única opción para muchos pacientes con fallos cardíacos ha sido trasplantes de corazón. El 2 de Julio del 2001, se le dio una nueva esperanza a los pacientes con fallo cardíaco ya que cirujanos en el Hospital Jewish en Louisville, Kentucky, realizaron el primer trasplante de corazón artificial.  El corazón implantable de reemplazo AbioCor  es el primer corazón artificial y se espera que al menos doble la esperanza de vida de los pacientes.

En este artículo, echaras un vistazo a cómo funcionan los corazones artificiales, cómo se implanta dentro del pecho de un paciente y quien podría ser un candidato para recibir uno de estos corazones mecánicos. También compararemos el corazón AbioCor con los corazones artificiales que han fallado en el pasado.

Un corazón hidráulico

 

El corazón de un adulto promedio bombea sangre a un ratio de 60 a 100 latidos por minuto. El corazón se contrae en dos etapas:

En la primera etapa, las aurículas derecha e izquierda se contraen al mismo tiempo, bombeando sangre a los ventrículos derecho e izquierdo.

En la segunda etapa, los ventrículos se contraen juntos para impulsar la sangre fuera del corazón.

El músculo del corazón luego se relaja antes del siguiente latido. Esto permite que el corazón se llene de sangre nuevamente.

Los pacientes con un corazón AbioCor implantado aún tendrán aurículas que latirán al mismo tiempo, pero el corazón artificial, que reemplaza ambos ventrículos, solo puede impulsar sangre un ventrículo a la vez. Así,  alternamente enviará sangre a los pulmones y luego al cuerpo, y no a ambos al mismo tiempo como lo hace un corazón normal. El AbioCor es capaz de bombear más de 10 litros por minuto, el cual es suficiente para las actividades del día a día.

corazon artificial funcionamiento

El AbioCor desarrollado por Abiomed, es un dispositivo médico muy sofisticado, pero el mecanismo base del dispositivo es la bomba hidráulica que transporta fluido hidráulico de lado a lado. Para entender cómo funciona, veamos los componentes del sistema:

Bomba hidráulica: la idea básica con este dispositivo es similar a las bombas hidráulicas usadas es equipos pesados. La fuerza que es aplicada en un punto es transmitida a otro punto usando un fluido incomprensible. Un engranaje dentro de la bomba gira a 10.000 revoluciones por minuto para crear presión.

Válvula de transferencia: esta válvula se abre y se cierra para dejar que el fluido hidráulico fluya desde un lado del corazón artificial a otro. Cuando el fluido se mueve a la derecha, la sangre se bombea a los pulmones a través de un ventrículo  artificial. Cuando el fluido se mueve a la izquierda, la sangre se bombea al resto del cuerpo.

Sistema inalámbrico de transferencia de energía: este sistema consiste de dos bobinas, una interna y otra externa, que transmite energía vía fuerza magnética desde una batería externa a lo largo de la piel sin tocar la superficie. La bobina interna recibe la energía y la envía a la batería interna y al dispositivo controlador.

Batería interna: una batería recargable es implantada dentro del abdomen del paciente. Esta le da al paciente 30 a 40 minutos para realizar actividades, como bañarse, mientras está desconectado de la batería principal.

Batería externa: esta batería es usada en un cinturón alrededor de la cintura del paciente. Cada batería recargable ofrece cerca de 4 a 5 horas de energía.

Controlador: este pequeño dispositivo electrónico se implanta en la pared abdominal del paciente. Monitorea y controla la velocidad de bombeo del corazón.

El corazón AbioCor, el cual está compuesto de titanio y plástico, se conecta a cuatro locaciones:

  • Aurícula derecha
  • Aurícula izquierda
  • Aorta
  • Arteria pulmonar

El sistema entero pesa aproximadamente 0.9 kilogramos.

La cirugía de siete horas

como funciona un corazon artificial

La cirugía para implantar un corazón artificial AbioCor es extremadamente delicada. Los cirujanos no solo están cortando y extrayendo los ventrículos naturales del corazón, sino que también están colocando un objeto extraño dentro del pecho del paciente. El paciente debe ser colocado y luego removido de una máquina corazón-pulmón. La cirugía requiere cientos de puntos, para asegurar adecuadamente los ventrículos del corazón artificial. Los injertos conectan el AbioCor a las partes restantes del corazón natural.

Los injertos son una especie de tejido sintético usado para conectar el dispositivo artificial al tejido natural del paciente.

Debido a la complejidad de la cirugía, hay mucho personal médico durante la operación. La primera cirugía del mundo de este tipo, incluyó un equipo de 2 cirujanos líderes, 14 enfermeras, perfusionistas, anestesiólogos y otro personal de apoyo.

Aquí está el  procedimiento, como lo describió el cirujano Robert Downing:

  1. Los cirujanos implantan la bobina de transferencia de energía en el abdomen.
  2. El hueso del pecho se abre y el paciente es colocado en una máquina corazón-pulmón.
  3. Los cirujanos remueven los ventrículos derecho e izquierdo del corazón nativo. Solo esta parte de la cirugía tarda dos a tres horas.
  4. Un modelo plástico es colocado dentro del pecho para determinar la colocación adecuada del corazón artificial.
  5. Se cortan injertos a una longitud apropiada y son cosidos a la aorta y a la arteria pulmonar.
  6. Se coloca el AbioCor en el pecho. Los cirujanos conectan el corazón a la arteria pulmonar, a la aorta y a las aurículas derecha e izquierda.
  7. Se remueve todo el aire del dispositivo.
  8. Se remueve al paciente de la máquina corazón-pulmón.
  9. El equipo quirúrgico se asegura que el corazón esté funcionando bien.

Desde el primer trasplante, se han realizado otros 11 procedimientos.

El Jarvik-7

En 1982, el Dr. William Devries implantó el Jarvis-7, el primer dispositivo diseñado para ser un corazón de reemplazo completamente  permanente. El paciente vivió por 112 días antes de sucumbir a complicaciones causadas por el dispositivo.

El Jarvik-7 fue un corazón dirigido por aire diseñado por el Dr. Willem Kolff y el Dr. Don Olsen. Requería muchos cables externos, los cuales sobresalían del paciente y eran conectados a una untada unidad externa grande. Estos cables causaron muchas infecciones en el paciente. Desde entonces ha sido mejorado y renombrado como CardioWest. Solo es usado en situaciones experimentales y como un puente investigativo.

El más sorprendente

Rayos X del dispositivo de AbioCor implantado en un paciente
Rayos X del dispositivo de AbioCor implantado en un paciente

La FDA de Estados Unidos ha permitido a Abiomed realizar 15 implantes como parte de una prueba clínica. Ya se han realizado 12 de las 15 cirugías propuestas. La FDA ha estado revisando los resultados de estos trasplantes para determinar el futuro del dispositivo de Abiomed. Si el dispositivo es exitoso, significando que puede prolongar la vida de un paciente sin complicaciones, podría aprobarse su uso en más centros. Solo se usará para tratar pacientes en etapa terminal de fallo cardíaco. 

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