Investigadores de la Universidad Nacional de Entre Ríos diseñaron un dispositivo de asistencia ventricular de bajo costo y desarrollo local destinado a personas con insuficiencia cardíaca. Obtuvieron buenos resultados en la simulación computacional y buscan interesados en apoyar la fabricación de un prototipo.
Cuando una persona padece insuficiencia cardíaca, el corazón no puede bombear sangre de manera eficiente, ocasionando diversos síntomas como dificultad para respirar, fatiga, hinchazón en las piernas y ritmo cardíaco acelerado. Esta afección se presenta en distintos grados y en su forma avanzada puede llevar a la necesidad de un trasplante o a la utilización de algún dispositivo de asistencia ventricular, que trabajan a la par del corazón y pueden colocarse de forma intra o extracorpórea. Sin embargo, a la dificultad de conseguir donantes se suma el problema de que es necesario recurrir a tecnologías costosas e importadas.
En el litoral argentino, investigadores del Grupo de Biomecánica Computacional (GBC) de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Entre Ríos (UNER) trabajan en el diseño de una bomba de asistencia ventricular pulsátil e implantable, de bajo costo. “Al aumentar la esperanza de vida de la población, los problemas de insuficiencia cardiaca se han vuelto más frecuentes. Nuestro objetivo final es que el dispositivo se pueda fabricar en el país y que tenga un costo accesible para la salud pública y las obras sociales. Más allá de tratar de mejorar aspectos tecnológicos, lo central es que sea de bajo costo porque de nada sirve generar algo que funcione si no puede ser usado por quienes la necesitan”, le dijo a TSS el doctor en Ciencias de la Ingeniería José Di Paolo, director del proyecto.
El trabajo comenzó hace alrededor de una década y se basó en la experiencia de un proyecto desarrollado por la Universidad Favaloro en conjunto con la Industria Metalúrgica Pescarmona, que buscaban fabricar un dispositivo de asistencia ventricular (DAV) pero finalmente fue discontinuado porque tenía un impacto nocivo sobre la sangre. Así fue como los investigadores de la UNER decidieron buscar un medio de impulsión diferente, que reduzca al mínimo posible la destrucción de glóbulos rojos o la formación de trombos que puedan desencadenar una isquemia (reducción del flujo sanguíneo).
Esquema de funcionamiento de la bomba de asistencia ventricular desarrollada por el Grupo de Biomecánica Computacional (Fuente: José Di Paolo).
“Pensamos en un concepto de impulsión ‘pulsátil’ pero el problema es que si la sangre se pulsa a la misma frecuencia del corazón la bomba debería ser del mismo tamaño que el órgano y ya no iba a ser fácilmente implantable. Por eso, buscamos diseñar un concepto que funcione a frecuencias más altas que las fisiológicas para apuntar a algo factible de miniaturizar y que sea sencillo realizar en cualquier servicio de cardiología”, explicó Di Paolo. Para que un DAV sea implantable es necesario que tenga un tamaño pequeño, un reducido consumo de energía, baja generación y disipación de calor, superficies no trombogénicas y biocompatibilidad, además de minimizar el daño sanguíneo.
El concepto de funcionamiento de la bomba se basa en un pistón o impulsor de doble efecto y cuatro válvulas, que imita el mecanismo de las válvulas que controlan el flujo sanguíneo en el corazón. A través de la simulación computacional, los investigadores generaron y analizaron el formato del dispositivo, el concepto de impulsión y el comportamiento del flujo sanguíneo, es decir, cómo se movería la sangre al entrar y salir de la bomba, y cuáles podrían ser los daños que esa forma de impulsar la sangre podría provocar sobre ella.
“Desde el punto de vista de la simulación, el dispositivo aparece como una máquina que podría funcionar bien y los resultados indican que sería bastante benévola con la sangre. Aún resta revisar otros aspectos como el medio de impulsión y el mecanismo de funcionamiento de las válvulas, antes de pasar a la fase de fabricación de un prototipo”, afirma el ingeniero. “La parte de apertura y cierre de las válvulas implica desafíos tecnológicos importantes pero creo que en el país existen las capacidades para poder abordarlo”, agregó.
Integrantes del Grupo de Biomecánica Computacional de la Facultad de Ingeniería de la UNER. De izq. a der.: Sebastián Ubal, José Di Paolo, Marcelo Berli y Exequiel Fríes.
Los materiales para fabricar esta bomba deberán ser biocompatibles, esto quiere decir que no ocasionen daño al organismo y que no se degraden en el cuerpo. “La sangre produce corrosiones hasta cinco veces mayores que el agua. Por lo tanto, se requiere un material que pueda soportar esto y que a su vez el cuerpo lo soporte, como puede ser titanio, acero inoxidable de grado médico y polímeros biocompatibles”, dijo Di Paolo.
Actualmente, los investigadores están en la búsqueda de subsidios y posibles socios que les permitan ampliar la investigación y desarrollar el prototipo. “Lo bueno de utilizar simulación computacional es que permite optimizar un montón de variables antes de entrar en la fase de producción. Para plasmar este trabajo en un dispositivo es necesario generar un grupo interdisciplinario y bien nutrido en lo presupuestario. Por ahora, seguimos en la búsqueda”, sostuvo el investigador.
Fuente: Agencia TSS – Por Nadia Luna