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Diseñan una réplica robótica del ventrículo derecho del corazón

El modelo podría ayudar al desarrollo de mejores implantes cardíacos y arrojar luz sobre trastornos cardíacos poco estudiados

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Diseñan una réplica robótica del ventrículo derecho del corazón

Por Andrea Martín

12 de diciembre de 2023

Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han desarrollado una réplica robótica del ventrículo derecho del corazón, que imita el latido y el bombeo de la sangre de los corazones vivos. Esta nueva investigación podría convertirse en una ayuda para estudiar diversos trastornos cardiacos, así como para probar dispositivos y terapias destinadas a tratarlos.

"El ventrículo derecho es particularmente susceptible de padecer una disfunción, especialmente en pacientes con ventilación mecánica", explica Manisha Singh, postdoctorada en el Instituto de Ingeniería y Ciencias Médicas (IMES) del MIT. "Este simulador se podrá utilizar para estudiar los efectos de la ventilación mecánica en el ventrículo derecho y desarrollar estrategias para prevenir la insuficiencia cardíaca en los pacientes".

El roboventrículo combina tejido cardíaco real con músculos artificiales sintéticos en forma de globos que permiten a los científicos controlar las contracciones del ventrículo mientras observan cómo funcionan sus válvulas naturales y otras estructuras. Además, el ventrículo artificial se puede sintonizar para imitar el funcionamiento de corazones sanos y/o enfermos.

Un ballet de ritmos

El ventrículo derecho es una de las cuatro cámaras del corazón, junto con el izquierdo y las aurículas izquierda y derecha. De las cuatro cámaras, el ventrículo izquierdo es el que levanta más peso, ya que su musculatura gruesa en forma de cono está diseñada para bombear sangre por todo el cuerpo. El ventrículo derecho, por su parte, según explica Ellen Roche, directora asociada de investigación en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT, es una “bailarina” en comparación, ya que soporta una carga más ligera, aunque no menos crucial. "El ventrículo derecho bombea sangre desoxigenada a los pulmones, por lo que no tiene que bombear con tanta fuerza", señala Roche. "Es un músculo más delgado, con una arquitectura y un movimiento más complejos". Esta complejidad anatómica es la que ha dificultado que los médicos observen y evalúen con precisión su función en pacientes con enfermedades cardíacas. "Las herramientas convencionales a menudo no logran capturar la intrincada mecánica y dinámica del ventrículo derecho, lo que conduce a posibles diagnósticos erróneos y estrategias de tratamiento inadecuadas”.

Para mejorar la comprensión de la cámara menos conocida y acelerar el desarrollo de dispositivos cardíacos para tratar su disfunción, el equipo diseñó este modelo funcional y realista del ventrículo derecho que captura sus complejidades anatómicas y reproduce su función de bombeo.

El equipo manipuló el modelo para simular condiciones de disfunción ventricular derecha, incluida la hipertensión pulmonar y el infarto de miocardio. También utilizaron el modelo para probar diferentes dispositivos cardíacos. Por ejemplo, el equipo implantó una válvula mecánica para reparar una válvula natural que funcionaba mal y luego observó cómo cambiaba el bombeo del ventrículo en respuesta. "Con su capacidad para replicar con precisión la disfunción de la válvula tricúspide, este desarrollo sirve como un campo de entrenamiento ideal para cirujanos y cardiólogos intervencionistas", afirma Singh. "Pueden practicar nuevas técnicas quirúrgicas para reparar o reemplazar la válvula antes de realizarlas en pacientes reales".

Actualmente, este dispositivo puede simular una función realista con una duración de unos pocos meses. El equipo está trabajando para ampliar ese rendimiento y permitir que el modelo funcione continuamente durante períodos más largos. También están trabajando con diseñadores de dispositivos implantables para probar sus prototipos en el ventrículo artificial y posiblemente acelerar su camino hacia los pacientes. "Prevemos combinar esto con el ventrículo izquierdo para crear un corazón artificial totalmente sintonizable, que potencialmente podría funcionar en personas", concluye Roche.



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