"Tiene el tamaño de un grano de arroz": diseñan el marcapasos más pequeño del mundo válido para todos los corazones
Un equipo de ingenieros de la Universidad Northwestern ha desarrollado un marcapasos tan pequeño que caber en una jeringuilla y se puede inyectar en el cuerpo sin necesidad de cirugía
El pequeño marcapasos, junto a un grano de arroz en la punta de un dedo / Crédito: John A. Rogers/Universidad Northwestern
En una cirugía de corazón se usan marcapasos temporales. Los cirujanos cosen sus electrodos al músculo cardíaco y sus cables se conectan a una caja de estimulación externa que controla el ritmo cardíaco. Retirarlos después es peligroso y puede dañar los tejidos. De hecho, así es como murió el famoso astronauta Neil Armstrong.
Le colocaron un marcapasos temporal después de una cirugía de bypass y cuando quitaron los cables, experimentó una hemorragia interna. El sueño de todos los cirujanos y cardiólogos era evitar esta situación. Y ya se puede.
El diminuto marcapasos colocado junto a granos de arroz para explicar su tamaño. Crédito: Universidad Northwestern
El diminuto marcapasos colocado junto a granos de arroz para explicar su tamaño. Crédito: Universidad Northwestern
Con un ingenio que mide solo 1,8 milímetros de ancho, 3,5 milímetros de largo y 1 milímetro de grosor, y que "puede funcionar en corazones de todos los tamaños pero que está especialmente diseñado "para los corazones pequeños y frágiles de los bebés recién nacidos con defectos cardíacos congénitos". Lo anuncia el pionero de la bioelectrónica en la Universidad de Northwestern, el multipremiado John A. Rogers, experto en la investigación sobre materiales "blandos". En 2021 ya presentó un marcapasos soluble y es el creador del concepto de "medicina electrónica biorreabsorbible".
El que ya es "el marcapasos más pequeño del mundo" es un diseño perfecto y sorprendente: Más pequeño que un grano de arroz, flexible, inalámbrico y además, según la publicación en Nature, se disuelve cuando ya no se necesita porque está creado con materiales biocompatibles. El artículo explica que "ya se ha probado en animales grandes y pequeños y en corazones humanos de donantes de órganos fallecidos".
La comparación con los marcapasos tradicionales más modernos, que ha hecho la propia Universidad en su trabajo, es muy descriptiva.
De izquierda a derecha: marcapasos tradicional, marcapasos sin cables y nuevo marcapasos biorreabsorbible Crédito John A. Rogers/Universidad Northwestern
De izquierda a derecha: marcapasos tradicional, marcapasos sin cables y nuevo marcapasos biorreabsorbible Crédito John A. Rogers/Universidad Northwestern
El diseño incluye otro dispositivo que se monta en el pecho del paciente para controlar el ritmo cardiaco . Cuando este aparato detecta un latido cardíaco irregular "emite automáticamente un pulso de luz infrarroja para activar el marcapasos".
Cuando el dispositivo portátil (izquierda) detecta un latido cardíaco irregular, emite luz para activar el marcapasos. Estos pulsos cortos, que penetran a través de la piel, el esternón y los músculos del paciente, controlan el ritmo. Crédito John A. Rogers/Universidad Northwestern
Cuando el dispositivo portátil (izquierda) detecta un latido cardíaco irregular, emite luz para activar el marcapasos. Estos pulsos cortos, que penetran a través de la piel, el esternón y los músculos del paciente, controlan el ritmo. Crédito John A. Rogers/Universidad Northwestern
Este pulso penetra a través de la piel, el esternón y los músculos del paciente y controla el ritmo del minúsculo ingenio desde fuera. Para los fans de Tony Stark, es lo más parecido al corazón del superhéroe.
Es un dispositivo temporal
"Nuestra principal motivación fueron los niños", dijo el cardiólogo de Northwestern Igor Efimov, que codirige el proyecto con Rogers. El marcapasos está diseñado para pacientes que solo necesitan estimulación durante un tiempo, por ejemplo, ese 1% de los niños que nacen con cardiopatías congénitas. Estos bebés solo necesitan un estimulación temporal después de una cirugía y en unos siete días su corazón, generalmente, se termina de reparar solo por medio de mecanismos naturales. Sin embargo, durante esos siete días es "absolutamente crítico", dicen los autores, un dispositivo como este, que estimule su corazón que, además, no necesite ninguna cirugía adicional para extirparlo. Se degrada de forma natural y se disuelve en nuestro cuerpo sin causar ningún daño como han enseñado en los videos que acompañan a la publicación.
La antena y la energía
La parte más complicada de miniaturizar era este componente. Para solucionarlo, el equipo de Rogers usó "un sistema basado en la luz para encender el marcapasos y enviar pulsos de estimulación a la superficie del corazón". Esta característica permitió reducir de forma muy importante el tamaño.
Los investigadores también generaron una nueva forma de alimentar energéticamente el dispositivo: el diminuto marcapasos funciona "a través de la acción de una celda galvánica, un tipo de batería simple que transforma la energía química en energía eléctrica". Usa dos metales diferentes como electrodos para administrar pulsos eléctricos al corazón. Cuando entran en contacto con los fluidos de nuestro cuerpo, los electrodos forman una batería.
Además, un "interruptor muy pequeño activado por luz en el lado opuesto de la batería" permite cambiar el dispositivo de su estado apagado a un estado 'encendido.
Javier Ruiz Martínez
Redactor de temas de sociedad, ciencia e innovación en la SER. Trabajo en el mejor trabajo del mundo:...
