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En busca de un corazón artificial eterno

En 1982 un corazón artificial diseñado por Richard Jarvik fue implantado en un hombre de 61 años; 30 años después, más de 1.000 pacientes se han beneficiado de aquel invento

Pese a que los dispositivos aprobados son solo de uso temporal, varias compañías y equipos de investigación siguen desarrollando prototipos de corazones permanentes

En la actualidad el uso de dispositivos de asistencia ventricular está más extendido que los corazones artificiales totales ya que “están consiguiendo mejores resultados y son más fáciles de poner”, explica el doctor Lambert

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Modelo de corazón artificial basado en el prototipo de Richard Jarvik / SynCardia

Modelo de corazón artificial basado en el prototipo de Richard Jarvik / SynCardia

"Sabía que mi padre iba a morir de una enfermedad cardíaca, así que solo trataba de hacer un corazón para él". Robert Jarvik trabajó durante años para intentar conseguir uno de los grandes objetivos de la biónica, reemplazar el corazón humano por uno artificial. En diciembre de 1982 un dispositivo que llevaba su nombre, el Jarvik 7, fue implantado en sustitución del corazón de un hombre de 61 años, Barney Clark, que sobrevivió 112 días. Algo más de tres décadas después de aquel hito histórico, otro paciente, Steve Williams, ha recibido un nuevo dispositivo que sustituye a su corazón y con el que podría vivir una década.

Los corazones artificiales son dispositivos que se utilizan en casos severos de insuficiencia cardíaca en los que el resto de terapias disponibles no pueden ser aplicadas. En muchos casos el principal objetivo es mantener al paciente con vida hasta que haya un donante, lo que se conoce como puente a trasplante, o simplemente ofrecer una alternativa al transplante, procedimiento conocido como terapia destino.

Williams es uno de los últimos de una larga lista de más de mil pacientes que durante estos años han recibido lo que se conoce como Corazón Artificial Total o TAH, por sus siglas en inglés. Aunque también existe otro tipo de corazones artificiales, llamados dispositivos de asistencia ventricular y que a diferencia de los TAH, no sustituyen por completo el corazón humano, sino que le ayudan a mantener el flujo sanguíneo.

Lo más habitual en la práctica clínica es recurrir a los dispositivos de asistencia ventricular, ya que "están consiguiendo mejores resultados, son más fáciles de poner y están más avanzados tecnológicamente que los TAH", explica a eldiario.es el doctor José Luis Lambert, presidente de la Sección de Insuficiencia Cardiaca y Trasplante de la Sociedad Española de Cardiología (SICT). Sin embargo, en algunos casos críticos los médicos tienen que recurrir a un TAH.

Kolff, el padre de los órganos artificiales  

Aunque hubo intentos anteriores, los primeros prototipos de TAH para su uso en humanos fueron desarrollados por el equipo del doctor Willem Kolff en la Universidad de Utah (EEUU) durante los años 60 y 70. Kolff, considerado uno de los pioneros de la investigación sobre órganos artificiales, lideraba un equipo que estaba integrado, entre otros, por Richard Jarvik y Domingo Liotta. Este último fue uno de los médicos que en 1969 realizó la primera intervención en la que se reemplazó el corazón de un hombre por uno mecánico, lo que le permitió sobrevivir durante 64 horas.

Implante del primer corazón artificial total en 1969 / Texas Heart Institute

Implante del primer corazón artificial total en 1969 / Texas Heart Institute

Pero fue Jarvik quien puso su nombre en la historia, evolucionando los prototipos de sus compañeros hasta conseguir un TAH funcional, bautizado como Jarvik 7. Desde que Liotta implantara el primer corazón artificial total en un ser humano, se han realizado más de 1.400 implantes, de los que más del 95% han sido modelos basados en este prototipo. 

Este ingenio mecánico sustituye los ventrículos del corazón humano por dos válvulas neumáticas de poliuretano impulsadas por aire. El motor de aire comprimido que alimenta las válvulas es externo y se conecta con el corazón por medio de dos tubos que atraviesan la piel. Inicialmente tanto el motor, como la fuente de alimentación y la consola de control, tenían el tamaño de una nevera, lo que dificultaba la movilidad del paciente. Sin embargo, en la actualidad el dispositivo externo viene incluido en una mochila de algo más de 6 kilos de peso.

El corazón que ahora late bajo el pecho de Steve Williams no es más que una evolución de este diseño. El nuevo prototipo, llamado SynCardia Total Artificial Heart, es uno de los dos corazones artificiales totales que han recibido la autorización de la administración estadounidense para ser implantados. El otro pertenece a la compañía AbioMed, cuyo prototipo ha sido implantado en 15 pacientes, el último en 2009. A diferencia del modelo de SynCardia, el motor del AbioCor está en el interior del paciente y se conecta con la fuente de alimentación mediante un dispositivo inalámbrico, con lo que no hay tubos o cables que atraviesen su piel.

La consola de control del primer corazón artificial total / Texas Heart Institute

La consola de control del primer corazón artificial total / Texas Heart Institute

Pero, pese a los avances que se han realizado, los investigadores aún no han conseguido que las agencias reguladoras de EEUU aprueben el uso de un TAH permanente y solo se admiten para su uso mientras el paciente espera el corazón de un donante. Sin embargo, una de las grandes promesas de la actualidad se está desarrollando en Francia, donde la compañía CARMAT ha conseguido implantar 3 prototipos de corazón bioartificial permanente, el último de ellos implantado el pasado mes abril. 

Según ha explicado a eldiario.es Piet Jansen, director médico de CARMAT, la principal diferencia con los modelos anteriores está en que "las partes móviles que entran en contacto con la sangre están cubiertas de tejidos biológicos, lo que mejora la biocompatibilidad del dispositivo". Los investigadores de esta compañía han conseguido desarrollar un dispositivo biocompatible a partir del tejido que envuelve el corazón de una vaca. 

El modelo de SynCardia lleve incorporada una mochila con el compresor de aire y las baterías portátiles / SynCardia

El modelo de SynCardia lleve incorporada una mochila con el compresor de aire y las baterías portátiles / SynCardia

Además, este corazón funciona con una sistema electro-hidráulico interno, con lo que no es necesario cargar con el compresor de aire y solo hace falta llevar las baterías, que se conectan por medio de cables al corazón. "Es un sistema silencioso", destaca Jansen, algo que podrían agradecer los pacientes, ya que, según declaró Williams a The Verge, durante el año que lleva con el corazón artificial, no ha podido disfrutar de un instante de silencio y ya no va al cine por no molestar a los demás con el ruido del compresor.

El presente son los dispositivos de asistencia

Pero a pesar de los avances conseguidos en el campo de los corazones artificiales totales, la implantación del TAH en la práctica clínica se sigue considerando “casi de ciencia ficción”, asegura Lambert, mientras que el uso de dispositivos de asistencia ventricular “se podría considerar casi rutinaria”, concluye el presidente de la SICT.

El propio doctor Jarvik, icono de los esfuerzos por conseguir un corazón artificial total, decidió optar por los dispositivos de asistencia ventricular a finales de los años 80. "¿Si usted tuviera un problema en una pierna, le gustaría tener la mejor pierna artificial posible o un dispositivo que le permitiera mantener su propia pierna?", se pregunta Jarvik en la página web de su compañía.

Corazón artificial total biocompatible desarrollado en Francia / CARMAT

Corazón artificial total biocompatible desarrollado en Francia / CARMAT

En la actualidad, casi el 25% de las insuficiencias cardíacas severas terminan siendo tratadas con un dispositivo de este tipo. "Hay que desmitificarlo", explica Lambert, "este tipo de intervenciones ya no son algo raro y se pueden practicar en casi todas las comunidades autónomas". Sin embargo, en España aún no se ha realizado ningún implante de un corazón artificial total. "Quizás aquí estemos un poco más atrasados, ya que históricamente hemos tenido menos problemas que EEUU para conseguir donantes", explica Lambert.

Mucho ha cambiado entre las intervenciones de Barney Clark, que sufrió muchos problemas durante sus 112 días con un corazón artificial, y Steve Williams, que puede llevar una vida relativamente normal, mientras espera un corazón humano. Ambos hombres están relacionados por los sueños de un hombre, Richard Jarvik, cuyo principal objetivo era salvar la vida de su padre. Aún queda mucho por avanzar y ahora son otros los que intentan continuar el sueño de Jarvik de conseguir, al fin, un corazón biónico permanente.

EL CORAZÓN ATÓMICO

Un corazón humano puede latir más de 2.500 millones de veces a lo largo de la vida de una persona, así que uno de los principales inconvenientes a la hora de desarrollar un corazón artificial permanente es encontrar una fuente de alimentación que asegure el funcionamiento a largo plazo. En la actualidad, los pacientes con corazones artificiales han de cargar con las baterías a cuestas, pero durante los años 70 varios investigadores trabajaron en la idea de desarrollar un corazón con una fuente de alimentación incorporada.

La idea consistía en utilizar energía atómica. La compañía Westinghouse Electric fue la primera en diseñar un sistema alimentado con 60 gramos de plutonio (Pu-238). Este elemento radiactivo tiene una vida media de casi 90 años, con lo que ofrecía durabilidad más que suficiente para alimentar un corazón artificial durante toda una vida. Los investigadores desarrollaron un sistema para aislar el plutonio en una cámara de metal que protegiera al paciente de la radiación y fuera capaz de disipar el calor generado.

Sin embargo, las dificultades técnicas, unidas a algunos cambios en la legislación sobre dispositivos médicos y los recelos de la opinión pública respecto a este tipo de energía, terminaron con los proyectos del corazón atómico.

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