Un corazón en impresión 3D para cada paciente

Las diferencias en forma, tamaño y capacidad de bombear de un corazón a otro son sustanciales, y tienen una importancia aún mayor cuando se trata de pacientes con enfermedades cardiovasculares. Ahora, un equipo de ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Harvard han conseguido recrear corazones, con sus particularidades individuales, para que los cirujanos puedan ensayar cirugías, pero además en el futuro podrían usarse para evaluar la eficacia de los medicamentos, entre otras aplicaciones.

El objetivo de los científicos es ayudar a los médicos recreando de la forma más individualizada posible la forma, funcionamiento y tamaño del corazón de sus pacientes. Con impresoras 3D, han sido capaces de generar corazones artificiales que son réplicas exactas de corazones de personas. Se fabrican con un material elástico que se controla para que funcione exactamente como lo hace el del paciente.

El procedimiento comienza alimentando con imágenes de corazones de sujetos el modelo computarizado que han desarrollado. En una impresora 3D, se replican exactamente usando como «tinta» un polímero que da como resultado un caparazón suave y flexible que tiene la forma exacta del corazón original. Los ingenieros han hecho lo mismo con la aorta, la arteria que lleva sangre desde el corazón al resto del organismo.

Replicar los movimientos

Para replicar los movimientos del corazón al bombear, el equipo ha fabricado además unas mangas que se parecen a las que se ponen en los brazos para medir la presión arterial. Con ellas se envuelven tanto el corazón como la aorta. Dentro de cada una hay un dispositivo que induce movimientos con el ritmo y la intensidad del corazón del paciente, replicando el movimiento de bombeo.

En la manga que envuelve la aorta se puede ejercer presión para simular la estenosis, el término médico con el cual se describe el estrechamiento de esta arteria, y que hace que el corazón tenga que trabajar a marchas forzadas para hacer que la sangre se distribuya por todo el organismo.
Normalmente, la estenosis se trata con una intervención quirúrgica, implantando una válvula sintética diseñada para ensanchar la válvula natural de la aorta. En el futuro, el equipo del MIT dice que sería posible que los médicos usaran su nuevo dispositivo para imprimir los órganos del paciente, implantar varias válvulas, y ver cuál de los diseños funciona mejor. Las réplicas de los corazones también podrían emplearse en los laboratorios de investigación y la industria de dispositivos médicos como plataformas realistas que permitan evaluar varios modelos de enfermedades cardiacas.

Luca Rosalia, uno de los investigadores, explica que todos los corazones son diferentes: «Hay variaciones enormes, sobre todo cuando los pacientes están enfermos, la ventaja de nuestro sistema es que podemos recrear no solamente la forma del corazón, sino también su funcionamiento y la enfermedad». El equipo de Rosalia ha publicado los resultados de sus experimentos en la revista científica Science Robotics.

Trabajando desde casa

En enero de 2020 se publicaron los resultados de un trabajo similar con un «corazón híbrido bio-robótico», una réplica del corazón humano, con pequeños cilindros hinchables que imitaban las contracciones de un corazón real. Poco después, la pandemia obligó a aquel equipo, dirigido por la investigadora Ellen Roche, a interrumpir su trabajo. Rosalia, que colaboraba con ellos, recreó el sistema y siguió trabajando en el modelo en su domicilio. Cuando volvieron a abrirse las dependencias de la universidad, el grupo siguió trabajando, mejorando las mangas que hacen funcionar a los corazones artificiales.