Corazón artificial

Un corazón artificial es una prótesis que es implantada en el cuerpo para reemplazar al corazón biológico. Es distinto de una máquina de cardiopulmonary bypass (CPB), que es un dispositivo externo utilizado para proveer las funciones del corazón y los pulmones. El CPB oxigena la sangre, y por lo tanto no es preciso se encuentre conectado a ambos circuitos sanguineos. Además, un CPB es adecuado para ser utilizado solo durante algunas pocas horas, mientras que se han utilizado corazones artificiales por períodos que exceden un año de uso (información válida al año 2007).

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Tipos

Corazón artificial total (por sus sigla en inglés TAH) su implantación requiere la extracción del corazón nativo. Es un procedimiento de cirugía similar a un trasplante de corazón con un donante humano de corazón.

Dispositivos de asistencia cardíaca se diferencian del anterior, en que no se extrae el corazón del paciente durante la implantación. Los dispositivos de asistencia pueden comprender o bien un Dispositivo de asistencia al ventrículo Izquierdo (Left Ventricular Assist Device (LVAD)) o un Dispositivo de asistencia al ventrículo Derecho (Right Ventricular Assist Device (RVAD)) o ambos. A diferencia de la implantación del TAH, el dispositivo de asistencia provee solo una parte del trabajo total desarrollado por el corazón del paciente.

Orígenes

Un reemplazo sintético del corazón es una de las aspiraciones más anheladas de la medicina moderna. El beneficio obvio de un corazón artificial funcional sería reducir la necesidad de trasplantes de corazón, ya que la demanda para donantes de corazones siempre es mayor que la oferta (situación que sucede con todos los órganos).

Si bien el corazón es conceptualmente simple (en su esquema más básico es un músculo que funciona como una bomba), posee una serie de características intrínsecas que hacen muy complejo su emulación mediante materiales sintéticos y fuentes de suministro de energía. Estas dificultades dan lugar a una serie de consecuencias que incluyen rechazo severo de cuerpos extraños por el cuerpo y la necesidad de baterías externas que limitan la movilidad del paciente a horas o días.

Primeros diseños

En 1953 se utilizó una máquina corazón pulmón durante la primer cirugía de corazón abierto. El Dr. John Heysham Gibbon realizó la operación, él mismo había desarrollado el substituto del corazón y pulmón. No es claro si ese dispositivo puede ser considerado un corazón artificial.

Esto disparó el interés científico en grupos de investigación de todo el mundo para desarrollar una solución para las enfermedades del corazón.

Primeros diseños de corazones artificiales totales

En 1937 en Rusia V.P. Demichov implantó versiones de TAHs en perros. TAH del tipo bomba de rodillos TAH (dentro del pecho) con el eje motor que atravesaba el esternón. En 1957 Tet Akutsu y Willem Kolff iniciaron un amplio programa de investigación sobre TAH en la Clínica Cleveland.

En 1958 Domingo Liotta comenzó estudios de reemplazo por TAH en Lyon, Francia y en 1959-60 en la Universidad Nacional de Córdoba en la Argentina. Presentó su trabajo en una reunión de la "American Society for Artificial Internal Organs" que se realizó en marzo de 1961 en Atlantic City. En dicha reunión el Dr Liotta describió el implante de tres tipos TAH ortopodicos (dentro del saco pericardial) en perros, cada uno de los cuales utilizaba una fuente de energía externa diferente: un motor eléctrico implantable, una bomba rotatoria implantable con un motor eléctrico externo y una bomba neumática.^{[1] [2]}

Primeros usos clínicos de circulación asistida y un corazón artificial total

El sistema de "Dispositivo de asistencia ventricular derecha" (LVAD) fue creado por Domingo Liotta en la Baylor University College of Medicine en Houston en 1962.^[3]

Primer uso clínico de una bomba intratorácica

En la tarde del 19 de julio de 1963 E. Stanley Crawford y Domingo Liotta implantaron el primer LVAD clínico en el Hospital Metodista en Houston, Texas en un paciente que sufrió un paro cardiaco luego de una cirugía. El paciente sobrevivió 4 días con la asistencia mecánica pero no se recuperó de las complicaciones del paro cardiaco, finalmente la bomba fue desconectada y el paciente murió.

Primer uso clínico de una bomba extracorporea

En la tarde del 12 de abril de 1966 Michael DeBakey y Domingo Liotta implantaron el primer LVAD clínico en una posición extracorporea (la bomba externa se ubica al costado del paciente) en el hospital Metodista en Houston en un paciente con shock cardíaco luego de una cirugía del corazón. El paciente desarrolló comlicaciones neurológicas y pulmonares y murió luego de unos pocos días de soporte mecánico LVAD. En octubre de 1966 Michael E. DeBakey y Domingo Liotta implantaron el LVAD extracorporeo Liotta-DeBakey en otro paciente que se recuperó sin problemas, y que fue dado de alta del hospital luego de 10 días de soporte mecánico. convirtiéndose de esa manera en el primer uso exitoso de un LVAD para shock post cardiotomia.

Primer implante de un corazón artificial total

Durante la tarde del 4 de abril de 1969 Denton A. Cooley y Domingo Liotta le reemplazaron el corazón a un hombre moribundo por un corazón mecánico ubicado dentro de su pecho, esta operación se realizó a modo de puente para permitir un trasplante en el Texas Heart Institute en Houston. El paciente se despertó y se recuperó sin problemas. Luego de 64 horas el corazón artificial impulsado por medios neumáticos fue extraído siendo reemplazado por el corazón de un donante. Reemplazar el corazón artificial luego se demostró no fue una decisión adecuada. Treinta y dos horas luego del trasplante el paciente falleció de lo que luego se determinó fue una infección pulmonar aguda, que se extendió a ambos pulmones, causada por hongos, muy probablemente producto de las drogas inmuno depresoras que se le habían sumnistrado. Si hubieran dejado el corazón artificial es probable que el paciente no hubiera fallecido.^[4]

El prototipo original del corazón artificial de Liotta-Cooley utilizado en esta histórica operación es exhibido en el Smithsonian Museum Treasures of American History en Washington,DC.

El primer corazón artificial que fue patentado fue inventado por Paul Winchell en 1963 [1]. Posteriormente Winchell le cedió la patente a la Universidad de Utah, donde Robert Jarvik lo utilizó como modelo para desarrollar el Jarvik-7. Los diseños de Jarvik mejoraron el diseño, pero sus pacientes fallecieron luego de unas breves pruebas. El primer paciente al que se le colocó el Jarvik-7, fue el dentista Barney Clark de 61 años de edad que sobrevivió durante 112 días luego de la implantación que se realizó en la Universidad de Utah el 2 de diciembre, de 1982. Una de las innovaciones que incorporaba el Jarvik-7 era el material de recubrimiento interno, desarrollado por David Gernes. Este recubrimiento favorecía la adherencia de la sangre y el recubrimiento de sus paredes internas con tejido vivo, lo que permitía se estableciera un flujo más natural de la sangre.

Luego de que unas 90 personas recibieran el dispositivo de Jarvik, se prohibió el implante de corazones artificiales en pacientes con fallas cardíacas para usos permanentes, porque la mayoría de los pacientes no lograban tener una sobrevida de más de seis meses. Sin embargo, se lo utiliza en forma temporaria en algunos candidatos de trasplantes cardíacos, que están esperando la aparición de un donante de corazón, pero necesitan urgentemente reemplazar su corazón ya que está sumamente enfermo.

Hiroaki Harasaki de la Cleveland Clinic desarrolló dos mejoras importantes sobre el corazón artificial y diseñó nuevos organos artificiales. Las dos innovaciones patentadas resuelven importantes obstáculos de la roblemática de los órganos artificiales implantables y sus materiales. La primera fue un material de recubrimiento superficial que no induce la coagulación lo cual reduce en forma significativa los riesgos de que el sistema inmunológico del paciente rechaze el órgano. La segunda innovación, que requirió un esfuerzo colaborativo de numerosas disciplinas, consistió en una fuente de energía implantable con una generación de calor tan reducida que no daña los tejidos.

Referencias

George B. Griffenhagen and Calvin H. Hughes. The History of the Mechanical Heart. Smithsonian Report for 1955, (Pub. 4241): 339-356, 1956.

Enlaces externos

• Corazones artificiales y dispositivos de asistencia al corazón actualmente en uso