Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

febrero 19, 2013

Corazones de recambio

Cientos de personas viven hoy, al menos temporalmente, con un electrocardiograma plano, con un corazón hecho de ingenio y los más modernos materiales.

Corazón Jarvik 7 (Foto D.P. del National Health
Institute, vía Wikimedia Commons)
El corazón bombea sangre por todos los vasos sanguíneos del cuerpo mediante contracciones rítmicas repetidas. La definición parece bastante sencilla. Si así fuera, de hecho, crear un aparato que sustituyera al corazón sería una tarea no demasiado difícil. La realidad, sin embargo, es mucho más complicada y ha dificultado la creación de un corazón artificial desde que el primero fue patentado en 1963.

La complejidad del funcionamiento del corazón es resultado de una larga historia evolutiva. El antecesor del corazón que hoy podemos ver en los mamíferos es un simple músculo tubular que impulsa un líquido con nutrientes y oxígeno por el cuerpo de algunos invertebrados, como ciertos tipos de gusanos. Ese músculo, efectivamente, se contrae a intervalos regulares en un movimiento peristáltico, es decir una contracción que se propaga como una ola a lo largo del músculo, de la misma manera en que se contrae nuestro esófago o nuestros intestinos para hacer avanzar los alimentos.

Ese músculo apareció hace alrededor de 500 millones de años. Con el tiempo, apareció un genuino sistema circulatorio cerrado, donde la sangre se encuentra siempre dentro de un bucle de vasos sanguíneos que pasa por el corazón. Y en el órgano muscular aparecieron cámaras diferenciadas que facilitaban el proceso de mover la sangre por el cuerpo.

El corazón de cuatro cámaras (dos aurículas y dos ventrículos) como el humano es un órgano tremendamente complejo. Su lado derecho recibe la sangre venosa en la parte superior, la aurícula y la envía a los pulmones por la cámara inferior, el ventrículo. La sangre pasa por los pulmones, se oxigena y vuelve a entrar al corazón por la aurícula izquierda, de donde pasa al ventrículo izquierdo que la envía al resto del cuerpo. Entre cada aurícula y ventrículo hay válvulas que impiden que la sangre vuelva en el proceso de contracción del corazón, que primero se contrae por su parte superior y después por la inferior en una compleja danza muscular controlada por nodos de células nerviosas.

Esta maquinaria late unos 40 millones de veces al año durante toda nuestra vida, respondiendo al ejercicio físico, a las emociones, a las percepciones y a las condiciones internas y externas de nuestro cuerpo y variando de modo correspondiente el ritmo cardiaco, de unos 72 latidos en promedio en reposo hasta más de 200 en casos de angustia o esfuerzo físico extremo.

Todo esto debería hacerlo un corazón artificial, o al menos parte de ello con suficiente eficacia. Porque pese a su gran resistencia y diseño asombroso, el corazón falla y, hasta antes de mediados del siglo XX, su fallo era una condena a muerte. La lucha de los médicos ha sido por aumentar la calidad y cantidad de vida de la gente a la que su corazón le ha fallado.

Cuando el corazón falla

Un corazón artificial puede ser de dos tipos. El permanente sustituye definitivamente al corazón orgánico mientras que el temporal lo hace durante un tiempo breve, unas horas durante una cirugía cardíaca, algunos días o, cuando mucho, algunos meses, en lo que se tiene a disposición para trasplante un corazón compatible con el paciente.

En 1952 se utilizó el primer dispositivo cardiopulmonar para sustituir la función del corazón y los pulmones durante una intervención quirúrgica y que podría llamarse un corazón mecánico. Consta de una membrana permeable al gas a través de la cual se elimina el bióxido de carbono de la sangre y se le infunde oxígeno, cumpliendo las funciones de los pulmones, y una bomba centrífuga que hace el papel del corazón. Las máquinas cardiopulmonares son grandes y pesadas, las más modernas de alrededor de 350 kilos.

La primera patente de un corazón artificial de tamaño similar al natural pertenece a un personaje que fue famoso en los Estados Unidos por motivos que nada tenían que ver con la medicina. En las décadas de 1950-60, Paul Winchell era una estrella del vodevil y la naciente televisión en laespecialidad de la ventriloquía, actuando con varios muñecos altaneros. Además de interesarse por estudiar medicina mientras triunfaba en el espectáculo, desarrolló actividad como inventor acumulando una treintena de patentes diversas. La idea de un corazón artificial se le sugirió cuando el Dr. Henry Heimlich, el médico que desarrolló la “maniobra Heimlich” que ha salvado literalmente millones de vidas, lo invitó a ver una cirugía cardiaca. Ambos hombres se dedicaron entonces juntos a desarrollar el aparato que patentaron en 1963.

En la década de los 70, en la Universidad de Utah, el Dr. Robert Jarvik trabajó con otro corazón artificial no patentado, del Dr. Willem Kolff, tratando de perfeccionarlo. Winchell le obsequió su patente a la universidad y parte de su diseño fue incorporada al proyecto de Jarvik.

En 1981, el Dr. William DeVries implantó el primer corazón artificial en un paciente llamado Barney Clark. El corazón fue el Jarvik 7, que utilizaba el aire como método de accionamiento. Esto implicaba que el corazón dentro del pecho de Clark estuviera conectado al exterior por dos gruesos tubos unidos a un motor que suministraba el aire para que el corazón bombeara. Clark sobrevivió 112 días con el corazón artificial.

Los desafíos de los corazones artificiales han sido principalmente los materiales, que deben impedir la formación de coágulos, un funcionamiento que no aplaste las células sanguíneas y, sobre todo, la forma de lograr el bombeo.

Actualmente, un sucesor del corazón Jarvik 7 se utiliza con frecuencia como “puente” a la espera de un corazón adecuado para el trasplante. Las bombas neumáticas se han reducido hasta poderse llevar con sus baterías en una mochila con un peso de 6 kilogramos en lugar de los 200 kilos de la versión original.

Pero un corazón que sustituya de modo permanente, eficiente y fiable al corazón humano no parece hoy más cercano que cuando Winchell y Heimlich patentaron su invento. Quizá hagan falta algunos millones de años de evolución para que consigamos un aparato tan fiable como el que traemos de serie, y que a la enorme mayoría de nosotros no nos da problemas al menos durante los primeros 60 años de nuestra vida.

Los corazones parciales

Una aproximación eficaz a las prótesis cardiacas ha sido el uso de aparatos que sustituyen parcialmente alguna función o porción del corazón, como los dispositivos de asistencia ventricular. Utilizados principalmente también como puentes mientras se obtiene un corazón viable para trasplante, algunos corazones parciales han llegado a funcionar de modo fiable durante más de dos años. Es el caso de otro desarrollo de Robert Jarvik, el dispositivo de asistencia ventricular Jarvik 2000.

1 comentario:

marta dijo...

Una cosa: creo que hay una pequeña errata. Era Paul, y no Walter Winchell, el inventor del corazón artificial. El tal Walter también existió, pero era otro