Un equipo internacional de científicos desarrolla un marcapasos más pequeño que un grano de arroz
- El dispositivo, en fase experimental, podría implantarse de forma mínimamente invasiva, y sería reabsorbido por el cuerpo
- Está diseñado para proporcionar una estimulación transitoria, y está pensado especialmente para bebés
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Un equipo internacional de científicos de la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, ha creado un marcapasos temporal minúsculo, más pequeño que un grano de arroz (1,8 milímetros × 3,5 milímetros × 1 milímetro). Este dispositivo es reabsorbible por el organismo, consigue una estimulación eficaz en modelos cardiacos humanos, y se podría implantar de forma menos invasiva que los actuales marcapasos, según un estudio publicado en Nature.
Según explican sus creadores, el prototipo se basa en impulsos de luz infrarroja, capaces de penetrar en el cuerpo de manera segura. Como fuente de alimentación, utiliza una celda galvánica, un tipo de batería simple que convierte energía química en eléctrica. De esta manera, emplea dos metales como electrodos para generar impulsos eléctricos al estar en contacto con los fluidos corporales.
El nuevo marcapasos se empareja con un pequeño parche que se adhiere al pecho del paciente. Este parche es en realidad un sensor capaz de detectar latidos irregulares y emitir impulsos de luz automáticamente, parpadeando a una velocidad que se corresponde con el ritmo adecuado del corazón.
Diseñado para pacientes que solo requieren estimulación temporal, otra de las ventajas es que el marcapasos se disuelve después de cumplir su función. Todos sus componentes son biocompatibles, lo que significa que se descomponen naturalmente en los fluidos corporales sin necesidad de extracción quirúrgica.
Adecuado para corazones de recién nacidos
Los marcapasos temporales son fundamentales para pacientes que experimentan bradicardia transitoria —frecuencia cardiaca lenta— después de una cirugía u otros problemas relacionados con el corazón. Tradicionalmente, estos dispositivos requieren cirugías invasivas que conllevan riesgos asociados, como infecciones, daño a los músculos cardíacos y complicaciones derivadas de fuentes de alimentación y sistemas de control externos. Unos desafíos que son aún mayores en pacientes jóvenes o con cuerpos pequeños, como es el caso de niños y bebés. Por este motivo, el prototipo es especialmente adecuado para los corazones de los recién nacidos con defectos congénitos.
"Existe una gran necesidad de marcapasos temporales en cirugías cardíacas pediátricas, y en este caso, la miniaturización del dispositivo es fundamental. Cuanto más pequeño sea, mejor", asegura John A. Rogers, especialista en bioelectrónica de la Universidad Northwestern, quien ha liderado el desarrollo del dispositivo.
"Nuestra principal motivación fueron los niños", subraya por su parte el cardiólogo Igor Efimov, de la misma universidad, quien colideró el estudio. "Aproximadamente el 1% de los niños nacen con defectos cardíacos congénitos, sin importar si viven en un país con recursos altos o bajos. La buena noticia es que la mayoría solo necesita estimulación temporal tras una cirugía, ya que aproximadamente en siete días, el corazón de la mayoría se repara por sí solo. Pero esos siete días son críticos", agrega.
El nuevo dispositivo podría ofrecer una alternativa más segura a los marcapasos tradicionales más grandes para la estimulación temporal. Además, los autores sugieren que podría adaptarse para otras aplicaciones, como la regeneración de nervios y huesos, la terapia de heridas y el manejo del dolor.
40.000 marcapasos al año en España
En España se implantan cada año más de 40.000 marcapasos, aunque en la gran mayoría de los casos se trata de dispositivos permanentes. En este caso, se introducen quirúrgicamente bajo la piel, generalmente en la zona del pecho, mientras que sus electrodos se insertan en el corazón a través de cables que recorren las venas. También existen otros dispositivos más modernos que no necesitan cables y se implantan directamente dentro del corazón, anclados al músculo cardiaco. Tanto en uno como en otro caso, estos dispositivos se utilizan para reajustar el ritmo en personas que tienen alteraciones en la instalación eléctrica natural del corazón.
Aspecto de un marcapasos tradicional, con sus cables, su batería y sus electrodos. GETTY IMAGES
Julián Pérez-Villacastín, expresidente de la Sociedad Española de Cardiología, declara a Science Media Centre (SMC) que "este prototipo es espectacular, pero que a nadie se le olvide que aún está en fase experimental", por lo que "tendrán que pasar años para que esta tecnología pueda llegar a implantarse en seres humanos con las suficientes garantías".
En todo caso, califica la forma de generar los impulsos eléctricos como "absolutamente original", y cree que "abre la posibilidad de poder implantar varios dispositivos que estimulen el corazón de forma simultánea, aumentando la eficiencia de la contracción".
Pérez-Villacastín, que es jefe del servicio de cardiología del Hospital Clínico San Carlos de Madrid, también destaca el hecho de que el nuevo dispositivo "solo posibilita una estimulación transitoria, que podría ser útil para pacientes que requieran marcapasos únicamente durante un tiempo muy reducido", pero que "la norma es que las personas necesiten un marcapasos de por vida".
Una estimulación que no es fisiológica
En declaraciones también a SMC, David Filgueiras, del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), opina que “a pesar de sus ventajas, este dispositivo presenta ciertas limitaciones", entre las que destaca que "su diseño actual no permite la estimulación permanente durante meses o años". Igualmente, recalca que "requiere una fuente de luz en el espectro cercano al infrarrojo, lo que podría suponer un problema clínico tanto por las posibles molestias de la luz como por la ubicación adecuada de dicha fuente".
"El procedimiento de implante, aunque mínimamente invasivo, puede ser complejo si se realiza en la superficie del corazón", prosigue este cardiólogo del Instituto de Investigación Sanitaria del Hospital Clínico San Carlos, y advierte de que "la implantación percutánea podría implicar complicaciones más importantes que las de los dispositivos convencionales disponibles en la actualidad".
También hace referencia a un aspecto que podría ser negativo, y es que "la estimulación desde la superficie del corazón no es fisiológica", por lo que "podría contribuir a la insuficiencia cardíaca en estimulaciones prolongadas".
En condiciones normales, el corazón genera y conduce impulsos eléctricos desde su propio nódulo sinoauricular, que es el marcapasos natural. Cuando se usa un marcapasos externo, que estimula desde la superficie del corazón en lugar de desde dentro del tejido cardíaco, la activación eléctrica no sigue su trayectoria natural. Esto significa que la contracción cardiaca no ocurre de la manera más eficiente, por lo que una estimulación artificial prolongada desde la superficie puede alterar la sincronización del latido del corazón y, con el tiempo, derivar en insuficiencia cardíaca. Los marcapasos convencionales, al ser dispositivos implantables, no se consideran externos y permiten una estimulación más fisiológica.
