Científicos diseñan un robot blando que ayuda al corazón a latir

E.P. | 20 - Enero - 2017 15:00 h.

Investigadores de la Universidad de Harvard y del Hospital de Niños de Boston, ambas instituciones en Estados Unidos, han desarrollado un robot blando y personalizable que se ajusta alrededor de un corazón y lo ayuda a bombear, potencialmente abriendo nuevas opciones de tratamiento para las personas que sufren de insuficiencia cardiaca. Su manguito robótico blando se tuerce y comprime en sincronía con los latidos del corazón, reforzando las funciones cardiovasculares debilitadas por la insuficiencia cardiaca.

A diferencia de los dispositivos actualmente disponibles que ayudan a la función cardiaca, el manguito blando robótico creado por Harvard no contacta directamente con la sangre, lo que reduce el riesgo de coagulación y elimina la necesidad de que un paciente tome medicamentos potencialmente peligrosos para diluir la sangre.

"Esta investigación demuestra que el creciente campo de la robótica blanda se puede aplicar a las necesidades clínicas y potencialmente reducir la carga de enfermedades del corazón y mejorar la calidad de vida de los pacientes", dice la primera autora del trabajo, Ellen T. Roche, exestudiante de doctorado en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS, por sus siglas en inglés) y el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en la Universidad de Harvard y actualmente investigadora postdoctoral en la Universidad Nacional de Irlanda.

La investigación, publicada en Science Translational Medicine, fue una colaboración entre SEAS, el Wyss Institute y el Boston Children's Hospital. "Este trabajo representa un excitante resultado de prueba de concepto para este robot blando, lo que demuestra que puede interactuar de forma segura con los tejidos blandos y llevar a mejoras en la función cardiaca. Imaginamos muchas otras futuras aplicaciones donde esos dispositivos puedan administrar mecanoterapia dentro y fuera del cuerpo", añade otro de los autores principales, Conor Walsh, profesor asociado de Ingeniería y Ciencias Aplicadas en SEAS y miembro principal de la facultad en el Instituto Wyss.

La insuficiencia cardiaca afecta a 41 millones de personas en todo el mundo. Hoy en día, algunas de las opciones para tratarlo son bombas mecánicas llamadas dispositivos de asistencia ventricular (VADs, por sus siglas en inglés), que bombean sangre de los ventrículos a la aorta y en los trasplantes de corazón. Aunque los VADs están mejorando continuamente, los pacientes siguen en alto riesgo de formación coágulos de sangre y accidentes cerebrovasculares.

Un modelo inspirado en el propio corazón

Para crear un dispositivo totalmente nuevo que no entre en contacto con la sangre, los investigadores de Harvard se inspiraron en el corazón mismo. El fino manguito de silicona utiliza propulsores neumáticos blandos colocados alrededor del corazón para imitar las capas musculares externas del corazón de los mamíferos. Los activadores giran y comprimen el manguito en un movimiento similar al del corazón que late.

El dispositivo está atado a una bomba externa, que utiliza aire para alimentar los propulsores blandos. El manguito se puede personalizar para cada paciente: si un paciente tiene más debilidad en el lado izquierdo del corazón, por ejemplo, se pueden sintonizar los propulsores para dar más ayuda en ese lado; además de que es posible aumentar o disminuir la presión de los activadores con el tiempo, a medida que evoluciona la patología del paciente.

El manguito se une al corazón usando una combinación de un dispositivo de succión, suturas y una interfaz de gel para ayudar con la fricción entre el dispositivo y el corazón. Los ingenieros de SEAS y Wyss trabajaron con cirujanos en el Hospital Infantil de Boston para desarrollar el dispositivo y determinar las mejores maneras de implantar el dispositivo y probarlo en modelos animales.