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Este robot suave salva corazones defectuosos al imitar el músculo cardíaco


Los científicos han desarrollado un dispositivo robótico implantable que ayuda a que el corazón siga latiendo incluso después de una insuficiencia cardíaca.

"Hemos combinado refuerzos rígidos con accionadores robóticos suaves para ayudar de manera suave pero firme a que una cámara cardíaca enferma bombee sangre de manera efectiva", dice el cirujano cardíaco Nikolay Vasilyev, investigador en cirugía cardíaca en el Boston Children's Hospital.

Los actuadores robóticos suaves son músculos artificiales diseñados y programados para realizar funciones y movimientos reales. Recientemente, estos dispositivos han surgido como una mejor alternativa a los productos más rígidos utilizados en el campo biomédico.

Los investigadores del Boston Children's Hospital han creado una funda robótica blanda de prueba de concepto que puede ayudar a un corazón defectuoso. Por lo general, en los pacientes pediátricos en el hospital, los problemas cardíacos son la culminación de muchos problemas y generalmente involucran problemas en ambos ventrículos por separado. Para combatir este problema, los médicos que trabajaban en el dispositivo encontraron una solución.

“Nos propusimos desarrollar una nueva tecnología que ayudaría a un ventrículo enfermo, cuando el paciente tiene una insuficiencia cardíaca izquierda o derecha aislada, extraer sangre hacia la cámara y luego bombearla de manera efectiva al sistema circulatorio”, dice Vasilyev.

Vasilyev y sus colegas (investigadores de Boston Children's, la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard y el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en la Universidad de Harvard) que trabajaron en el proyecto han publicado el trabajo detrás de su solución robótica suave en un artículo en línea en Science Robotics hoy.

El desafío de la bomba

El problema con las bombas actuales que se utilizan en la práctica médica es la exposición de la sangre a una superficie antinatural, ya que la bomba impulsa la sangre a través de sí misma. Por lo tanto, Vasilyev miró a los actuadores.

“Hacer circular la sangre a través de una bomba siempre requiere que al paciente se le administre, permanentemente, medicación anticoagulante para prevenir la coagulación de la sangre”, dice Vasilyev, autor principal del artículo. “Puede resultar muy difícil mantener el equilibrio adecuado de medicación, especialmente en pacientes pediátricos, que por lo tanto corren el riesgo de sangrado excesivo o coagulación peligrosa”.

Los actuadores externos colocados fuera del corazón exprimen la sangre a través de la cámara, minimizando la necesidad de anticoagulantes.

"Hemos combinado refuerzos rígidos con accionadores robóticos suaves para ayudar de manera suave pero firme a que una cámara cardíaca enferma bombee sangre de manera efectiva", dice Vasilyev.

Este componente del aparato ortopédico se inserta mediante una aguja que se coloca en el tabique intraventricular del corazón o en la pared de tejido entre las cámaras del corazón.

“Con el uso de dispositivos clásicos de asistencia ventricular izquierda, hay pacientes que experimentan un desplazamiento del tabique hacia el lado derecho y la consiguiente hinchazón del ventrículo derecho, lo que puede causar insuficiencia cardíaca derecha secundaria”, dice Vasilyev. "Aquí, la abrazadera rígida mantiene el tabique en su posición original, protegiendo el lado derecho sano del corazón de la carga mecánica de la asistencia del ventrículo izquierdo". La mayoría de los DAV (dispositivos de asistencia ventricular) nunca afectan el tabique.

Al probar el dispositivo en animales, notaron que el sistema robótico suave ayudaba a la capacidad de un ventrículo enfermo para bombear sangre. También ayudó a sacarlo.

"A medida que los actuadores se relajan, las bandas elásticas especialmente diseñadas ayudan a devolver la pared del corazón a su posición original, llenando la cámara lo suficiente con sangre", dice Vasilyev. Ahora el equipo está trabajando para modificar su sistema para quizás comenzar a probarlo en seres humanos, incluida la mejora de su portabilidad.


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