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Crean marcapasos biodegradable que se disuelve al finalizar su función.

Cuando ya no es necesario, el dispositivo desaparece del cuerpo sin dejar rastro

Los ingenieros de la Universidad de Northwestern, en Estados Unidos, han integrado el marcapasos provisional que desarrollaron el año pasado a una red coordinada de cuatro sensores colocados en diferentes lugares anatómicamente relevantes del cuerpo que se comunican entre sí para monitorizar continuamente las diversas funciones fisiológicas del cuerpo, con el fin de detectar de forma autónoma ritmos cardíacos anormales y decidir cuándo estimular el corazón y a qué ritmo.

El verano pasado, los investigadores presentaron el primer marcapasos provisional de la historia: un dispositivo inalámbrico totalmente implantable que se disuelve en el cuerpo sin dejar rastro cuando ya no es necesario. Ahora, han presentan una nueva versión inteligente que se integra en una red coordinada de cuatro sensores y unidades de control blandos, flexibles, inalámbricos y que son colocados alrededor de la parte superior del cuerpo.

Los sensores se comunican entre sí para controlar continuamente las distintas funciones fisiológicas del cuerpo, como la temperatura corporal, los niveles de oxígeno, la respiración, el tono muscular, la actividad física y la actividad eléctrica del corazón.

A continuación, el sistema utiliza algoritmos para analizar esta actividad combinada con el fin de detectar de forma autónoma los ritmos cardíacos anormales y decidir cuándo se debe estimular el corazón y a qué ritmo. Toda esta información se transmite a un teléfono inteligente o a una tableta, para que los médicos puedan controlar a distancia a sus pacientes.

Foto: Universidad de Northwestern

El nuevo marcapasos provisional y la red de sensores/control pueden utilizarse en pacientes que necesitan un marcapasos temporal tras una intervención quirúrgica o que están a la espera de un marcapasos permanente. El marcapasos obtiene energía de forma inalámbrica de un nodo de la red, un pequeño dispositivo inalámbrico que se adhiere suavemente al pecho del paciente. Además, esta tecnología elimina la necesidad de hardware externo, incluidos los cables (o derivaciones).

Para que el sistema pueda comunicarse con el paciente, los investigadores incorporaron un pequeño dispositivo de retroalimentación háptica que puede llevarse en cualquier parte del cuerpo. Cuando los sensores detectan un problema (por ejemplo, batería baja, colocación incorrecta del dispositivo o mal funcionamiento del marcapasos), el dispositivo háptico vibra con patrones específicos que alertan a los usuarios y les informan del problema.

“Es la primera vez que emparejamos la electrónica blanda y vestible con plataformas electrónicas transitorias. Este enfoque podría cambiar la forma en que los pacientes reciben atención médica, proporcionando un control multinodal de bucle cerrado sobre los procesos fisiológicos esenciales, a través de una red inalámbrica de sensores y estimuladores que funciona de una manera inspirada en los complejos bucles de retroalimentación biológica que controlan los comportamientos en los organismos vivos”, -destaca el profesor John A. Rogers, autor del estudio.

Foto: Universidad de Northwestern

“En el caso de la estimulación cardíaca temporal, el sistema libera a los pacientes de los aparatos de monitorización y estimulación que los mantienen confinados en un entorno hospitalario. En su lugar, los pacientes podrían recuperarse en la comodidad de sus hogares, manteniendo la tranquilidad que supone ser supervisados a distancia por sus médicos. Esto también reduciría el coste de la asistencia sanitaria y liberaría camas de hospital para otros pacientes”.

Igor R. Efimov, coautor del estudio, recuerda que en los entornos actuales, los marcapasos temporales requieren un cable que se conecta a un generador externo que estimula el corazón y cuando el corazón recupera su capacidad de estimularse a sí mismo de forma adecuada, hay que retirar el cable.

“Se trata de un procedimiento bastante dramático para extraer un cable conectado al corazón. Decidimos abordar este problema desde un ángulo diferente. Hemos creado un marcapasos que simplemente se disuelve y no necesita ser retirado. Así se evita el peligroso paso de sacar el cable”, destaca.

Foto: Universidad de Northwestern

El paciente lleva un pequeño parche en el pecho y recibe información en tiempo real para controlar el marcapasos. No sólo el propio marcapasos es biorreabsorbible, sino que está controlado por un parche blando que permite que el marcapasos responda a las actividades habituales de la vida sin necesidad de sensores implantables.

Desde que el marcapasos temporal de la Northwestern se presentó por primera vez hace un año, los investigadores han introducido múltiples mejoras para hacer avanzar la tecnología. Mientras que el dispositivo anterior era flexible, el nuevo es flexible y elástico, lo que le permite adaptarse mejor a la naturaleza cambiante de un corazón que late.

La actualización también utiliza un adhesivo biocompatible desarrollado en los laboratorios de Rogers y Efimov. El adhesivo permite que el dispositivo, ligero y delgado, se lamine suavemente sobre la superficie del corazón sin necesidad de suturas. Otra nueva ventaja es que a medida que el marcapasos temporal se disuelve de forma lenta e inofensiva, libera un fármaco antiinflamatorio para evitar reacciones de cuerpo extraño.

Pero quizá el avance más impactante sea la capacidad del dispositivo de proporcionar estimulación a demanda, en función del momento en que el paciente la necesite. Sincronizado con el marcapasos, el módulo cardíaco montado en el pecho registra un electrocardiograma en tiempo real para controlar la actividad cardíaca.

Foto: Universidad de Northwestern