El corazón humano late de 60 a 100 veces por minuto, más de 86,000 veces al día, 35 millones de veces al año. Cada latido impulsa unas 6 cucharadas soperas de sangre por el cuerpo.
Un órgano que trabaja tan duro está condenado a fallar, dice el doctor Billy Cohn, un cirujano cardiaco del Instituto del Corazón de Texas. Y tiene razón. El fallo cardiaco es la causa principal de muerte en hombres y mujeres. Acaba con la vida de más de 600,000 estadounidenses cada año.
Para unos pocos afortunados, un trasplante de corazón añadirá a sus vidas una media de 10 años.
Es por ello que Cohn y su mentor, el veterano cirujano cardiaco O.H. “Bud” Frazier, están trabajando en el desarrollo de un sustituto artificial a largo plazo para el corazón humano que ha sufrido un fallo. A diferencia de los actuales dispositivos de corto plazo que emulan al órgano palpitante, la nueva máquina impulsaría la sangre por el cuerpo de manera uniforme, así que sus receptores no tendrían latido alguno.
El concepto de un corazón sin latido es difícil de comprender. Cohn lo compara a menudo con el desarrollo de la propulsión de una aeronave.
El veterano cirujano, inventor e investigador ha dedicado el último medio siglo a desarrollar tecnologías para reparar o reemplazar el corazón humano, la más destacada de las cuales es la más reciente generación de sistemas de flujo continuo denominada Dispositivos de asistencia ventricular izquierda (Left Ventricular Assist Devices o LVADs).
Diseñado a partir del tornillo de Arquímedes, una máquina que eleva los niveles de agua para llenar las acequias de riego, el LVAD de flujo continuo es una bomba que ayuda a los corazones que fallan en el empuje adicional de sangre a través del cuerpo con un impulsor que gira rápidamente.
En la actualidad, el LVAD de flujo continuo ha sido implantado a 20,000 personas en todo el mundo, entre ellos el ex Vicepresidente Dick Cheney antes de que recibiera un transplante de corazón casi dos años después.
En algunos casos, la turbina del LVAD esencialmente ha tomado el control sobre el proceso de bombeo del corazón biológico. En estos casos, el receptor del implante apenas tenía pulso en absoluto.
La observación de lo que sucedía con estos pacientes llevó a Frazier a una pregunta imperiosa: Si el LVAD podía tomar el control sobre un corazón debilitado
¿podría reemplazar completamente al órgano?
Los cirujanos se propusieron combinar dos LVAD para replicar las funciones de los ventrículos derecho e izquierdo del corazón. Utilizando dos turbinas de LVAD disponibles comercialmente, Frazier y Cohn combinaron los dispositivos con plásticos y otros materiales utilizados en los implantes: malla para las hernias, parches cardiovasculares de Dacrón y silicona médica. Todo cumplía con los estándares de la FDA, pero Cohn describe al producto final como “algo que parecía más bien una chapuza”.
Los cirujanos probaron su invención instalándola en unas 70 terneras. Todas las vacas mostraban una línea recta en un electrocardiograma, que mide la actividad eléctrica cardiaca, sin embargo se paraban, comían y caminaban por allí sin poner atención a un pequeño tecnicismo: No tenían latido alguno.
Para que la FDA aprobara la realización de ensayos clínicos con el dispositivo era necesario que las terneras vivieran por lo menos un mes. El dispositivo de Cohn y Frazier superó estos estándares, con muchas terneras que vivieron saludablemente durante los estudios completos de 90 días.
Cohn y Frazier se sintieron animados, y en marzo de 2011 colocaron su corazón artificial en un paciente humano.
Craig Lewis, de 55 años, fue admitido en el Texas Heart Institute con amiloidosis, una rara enfermedad autoinmune que llena los órganos internos con una proteína viscosa que ocasiona rápidamente insuficiencia cardiaca, renal y hepática. Sin alguna intervención, Lewis podría morir en cuestión de días. Frazier y Cohn decidieron que era el momento correcto para probar su dispositivo; los cirujanos realizaron la larga intervención.
Menos de 48 horas después, Lewis estaba sentado, hablando y utilizando su ordenador portátil. Cuando los médicos colocaron el estetoscopio sobre el corazón de Lewis, todo cuanto escucharon fue un zumbido constante de algo que sonaba como el motor de un bote. Lewis sobrevivió durante seis semanas hasta que sus riñones e hígado que fallaban le tomaron la delantera y su familia pidió a los médicos que desconectaran el dispositivo.
El caso de Lewis demostró lo que Frazier y Cohn habían soñado durante casi medio siglo: Los humanos pueden de hecho sobrevivir sin pulso.
Cohn describe el Syncardia, que ha sido trasplantado a casi 1,300 personas hasta la fecha, como “un dispositivo brillante y elegante”, pero que este dispositivo es únicamente para ser utilizado a corto plazo y es engorroso. Los padres “deben llevar consigo un compresor y tienes dos mangueras de aire en el pecho, una de entrada y otra de salida”.
Frazier y Cohn ven al dispositivo sin pulso como el único compromiso para desarrollar un corazón artificial que se eficiente y a la vez a largo plazo.
Hace dos años, Daniel Timms, un ingeniero biomédico australiano de 35 años, realizó un viaje financiado por el gobierno australiano a Houston, entró dando tropiezos por la puerta de la oficina de Cohn en el Texas Heart Institute. Timms vestía vaqueros azules y una camiseta y llevaba en su mochila el dispositivo cardiaco en el que había trabajado durante los últimos 10 años.
Al principio, Cohn estaba escéptico: “Muchas personas llegan a nuestra puerta con dispositivos y prototipos, los cuales son desde moderadamente interesantes hasta estúpidamente divertidos. … Mis expectativas eran muy bajas. Entonces, saca esta cosa y me comienza a hablar de ella; rápidamente me di cuenta que este es el dispositivo más sofisticado y elegante que he visto jamás”.
Lo que más fascinó a los dos cirujanos fue que el dispositivo funciona suspendido en un poderoso campo magnético que evita el desgaste común en la tecnología diseñada para bombear sangre. Dos campos magnéticos también controlan la oscilación de las cuchillas, las cuales rotan cada una 2.000 veces por minuto, dependiendo si la persona se encuentra de pie, sentada, ejercitándose o tosiendo.
La emoción por la tecnología recaudó una donación por $2.4 millones del dueño de una tienda de muebles de Houston, James Mackingvale, la cual permitió a Timms y a un equipo de siete investigadores australianos, alemanes, japoneses y brasileños trasladarse a Houston en enero para colaborar en el Texas Heart Institute.
El equipo de Timms también trajo una impresora en 3D, la cual permite al personal médico fabricar rápidamente sus propias piezas para el corazón artificial. En cuestión de días, los médicos pueden imprimir una nueva pieza que bombee la sangre y luego pueden evaluar su desempeño, un proceso que antes tomaba meses.
En julio, los médicos incluso probaron una versión plástica impresa en 3D en una ternera. La ternera sobrevivió varios días y podía moverse en los alrededores. Ahora trabajan en una versión del dispositivo en titanio como prototipo para una tecnología más duradera. Una vez se haya desarrollado el dispositivo, comenzarán con las pruebas en animales, midiendo los resultados para determinar si la tecnología está lista para proponer su implante en pacientes humanos con enfermedades terminales.
Si todo sale bien, Cohn, Frazier y Timms podrían presentar el dispositivo para la aprobación de la FDA en los próximos años.
Frazier cree que este corazón artificial salvará a muchos pacientes que pierde ahora, especialmente aquellos que sufren de insuficiencia cardiaca prematura.
“Esto no está listo para el horario estelar todavía”, dice, pero para aquellos que sufren ahora “esperamos poder darles esperanza”.