el corazón artificial - Escuela de Medicina

“EL CORAZÓN ARTIFICIAL” - DR. PEDRO BECKER R.
“EL CORAZÓN ARTIFICIAL”
Dr. Pedro Becker Rencoret (1)
INTRODUCCIÓN
El anhelo de desarrollar un modelo
confiable, efectivo y de amplio uso para
poder reemplazar la función del corazón,
ha estado presente en la cirugía cardiaca
desde sus inicios. De hecho la introducción
de la circulación extracorpórea en 1953, que
fue una piedra angular para el desarrollo
de la especialidad, constituyó la primera
forma de reemplazar temporalmente la
función del corazón para realizar todo tipo
de intervenciones sobre este órgano, hasta
el día de hoy.
Sin duda que uno de los hitos más
trascendentes en el campo del tratamiento
de la falla cardiaca terminal ha sido el
alotransplante, utilizando donantes cadáver.
El primero lo realizó el Dr. Christian
Barnard en 1967 y constituye hasta
hoy la mejor modalidad de tratamiento
de la insuficiencia cardiaca congestiva
avanzada.
INSUFICIENCIA CARDIACA
CONGESTIVA Y TRASPLANTE:
MAGNITUD DEL PROBLEMA
La insuficiencia cardiaca congestiva es
considerada una verdadera epidemia
de los tiempos modernos. Se estima que
en Estados Unidos hay alrededor de 5
millones de pacientes con esta condición
y alrededor de todo el mundo más de 500
mil casos nuevos se generan anualmente,
con una sobreviva global a 5 años de un
50%. En los pacientes con enfermedad más
avanzada, la mortalidad a un año supera el
50%. (1)(2)
Lamentablemente, el transplante cardiaco
está lejos de poder satisfacer la demanda
existente. A modo de ejemplo, en Estados
Unidos actualmente se realizan unos
2500 transplantes cada año, cifra que ha
venido descendiendo en los últimos años,
y que claramente es insuficiente. Además,
alrededor del 20% de los pacientes
enlistados fallece mientras espera un
órgano y esta espera es en promedio de
casi un año.
Financieramente esta enfermedad tiene un
alto impacto, con un gasto anual estimado
entre U$ 10 a 40 mil millones.
En el mundo pediátrico, estas cifras son
ciertamente menores, pero el impacto social
que tiene la muerte de niños en espera de
un transplante es muy importante.
En Chile el número de donaciones es
todavía insuficiente y pese a los esfuerzos
y campañas realizados por la Corporación
del Transplante, aún muchos potenciales
donantes
(pacientes
con
muerte
encefálica) no llegan a constituirse en
donantes efectivos, y muchos de los que
sí lo son, no logran obtener un manejo
médico adecuado que permita preservar
adecuadamente el corazón para ser
utilizado para transplante.
LA CARRERA ESPACIAL VERSUS
LA CARRERA POR EL CORAZÓN
ARTIFICIAL
Importantes personalidades del siglo XX
(1) Profesor Adjunto. Departamento de Enfermedades Cardiovasculares
Correspondencia: [email protected]
visualizaron como grandes proyectos de la
humanidad el poder conquistar el espacio
y simultáneamente poder desarrollar un
órgano artificial que permitiera evitar
cientos de miles de muertes cada año
debidas a enfermedades del corazón.
En 1961 el Presidente John Kennedy
estableció la meta de poner un hombre en
la luna y regresarlo sano y salvo a la tierra
antes del fin de la década. Alrededor de
esta misma época, su sucesor en la Casa
Blanca, Lindon Johnson, el año 1964, dio
inicio al “Programa de Corazón Artificial
de Norteamérica” y también estableció la
ambiciosa meta de cumplir esta tarea en
alrededor de 10 años.
La persona detrás del presidente Johnson en
esta aventura era el Dr. Michael DeBakey
y un ejemplar de la revista TIME del año
1965, con una caricatura del afamado
médico en la portada, dedicó un reportaje
al proyecto del corazón artificial.
Hay que recordar que estos acontecimientos
fueron previos al primer transplante
cardiaco, por lo tanto todas las esperanzas
estaban puestas en este proyecto.
TIPOS DE CORAZÓN ARTIFICIAL
Existen muchas formas de clasificar estos
aparatos, dependiendo de su forma de
funcionar (pulsátiles y no pulsátiles), la
duración efectiva de su uso (de corta,
mediana y larga duración), si quedan dentro
o fuera del cuerpo (paracorpóreos versus
implantables), si reemplazan totalmente la
función del corazón o si asisten la función
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BOLETÍN ESCUELA DE MEDICINA U.C., PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE
de uno o ambos ventrículos (corazón
totalmente artificial versus aparatos de
asistencia uni o bi ventricular). (3) (4) (5)
A modo de resumen:
- No pulsátiles (ej: ECMO, bomba
centrífuga, bombas de flujo axial)
- Pulsátiles (ej: Abiomed BVS 5000,
HeartMate, Berlin Heart)
- Paracorpóreos Implantables
- Asistencia parcial (VAD) Asistencia
biventricular (Bi VAD)
- Corazón artificial total (Ej.:CardioWest,
AbioCor)
INDICACIONES
a) Como puente para transplante
cardiaco
Constituye la indicación más frecuente.
Pretende evitar que pacientes mueran
mientras están en la lista de espera y
además permite mejorar las condiciones
generales de pacientes gravemente
comprometidos por la insuficiencia cardiaca
y así permitirles enfrentar el transplante en
mejores condiciones.
b) Como puente para recuperación de
función ventricular
Existen
pacientes
que
desarrollan
miocarditis aguda, mayoritariamente de
origen viral, que pueden recuperarse y por
lo tanto la asistencia ventricular ayuda a
mantener al paciente vivo y en las mejores
condiciones posibles, en espera de la
recuperación de una función ventricular
normal. Otra indicación es cuando se
produce falla ventricular posterior a una
cirugía cardiaca.
c) Como terapia definitiva
Esta indicación es de uso más reciente y
busca prolongar la sobrevida y mejorar
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VOL. 32 Nº1 2007
la calidad de vida de pacientes con
insuficiencia cardiaca en fase terminal,
que no son candidatos a transplante,
principalmente por edad avanzada. Es una
de las indicaciones que potencialmente
podría expandirse en el futuro hacia un
mayor espectro de pacientes.
ALGUNOS EJEMPLOS
Los sistemas de asistencia que hemos
empleado en la Universidad Católica han
sido principalmente el Abiomed BVS
5000, la circulación extracorpórea con
membrana (ECMO) y la bomba centrífuga
(Bio Pump).
El Abiomed BVS 5000 es un sistema
paracorpóreo pulsátil, que funciona en
forma neumática asistiendo la función
del ventrículo izquierdo y/o derecho.
Permite asistir pacientes adultos durante
semanas, los cuales pueden extubarse,
alimentarse normalmente, pero no pueden
deambular. Desde 2004 hemos empleado
este sistema en 4 pacientes como puente
para transplante; 3 de ellos han logrado ser
transplantados exitosamente y uno falleció
en falla orgánica múltiple.
El ECMO lo hemos usado mayoritariamente
en pediatría y es la forma más frecuente
de asistencia circulatoria tanto en nuestro
medio como en el extranjero. El grupo
donde se han obtenido los mejores
resultados han sido los recién nacidos
con síndrome de dificultad respiratoria y
aquellos con hipertensión pulmonar por
circulación fetal persistente.
Dentro de los sistemas implantables está
el HeartMate, que también es del tipo
pulsátil. Existe una versión neumática y
otra electromecánica, en que a través de
un diafragma y válvulas unidireccionales
la sangre es impulsada desde la cavidad
ventricular hacia la aorta o arteria
pulmonar, según corresponda. La carcasa
se aloja en el espacio preperitoneal y a
través de un cable percutáneo se conecta
a un aparato controlador y baterías, ambas
fuera del cuerpo. Los primeros tenían
un componente extracorpóreo bastante
grande y no permitían que el paciente
saliera del hospital; los actuales son más
portátiles y permiten al paciente irse a
su casa. De hecho, al poder darse de alta
bajan su categoría en cuanto a la prioridad
para obtener un corazón dentro del sistema
de reparto de órganos.
Un sistema completamente distinto es el
MicroMed DeBakey, que corresponde
a una bomba de flujo axial, no pulsátil,
en cuyo diseño el Dr. Michael DeBakey
trabajó con ingenieros de la NASA,
aplicando tecnología empleada en los
transbordadores espaciales, específicamente
en las bombas de combustible de dichas
naves. El ingeniero David Saucier, quien
trabajaba en la NASA, fue transplantado
por DeBakey en Houston. Saucier se sintió
muy motivado a ayudar a DeBakey en su
proyecto de corazón artificial luego de la
difícil experiencia que le tocó vivir y gracias
a ello se llegó al diseño del MicroMed. Este
sistema ofrece algunas ventajas, como su
menor costo y la posibilidad de poder ser
usado en niños desde más o menos los 6
años (con superficie corporal mayor a
0,7 m2). Constituyó la primera versión
implantable de un sistema de asistencia
circulatoria utilizable en niños y además el
primero en su tipo en ser aprobado por la
FDA con este propósito.
Otro interesante aporte lo han hecho
los alemanes a través del Berlin Heart,
que es un sistema pulsátil, neumático
y paracorpóreo de asistencia uni o
biventricular, pero que es muy versátil en
cuanto al espectro de pacientes en que
se puede usar. Como existen 6 tamaños
diferentes, todos conectables a una consola
de control y fuente de poder común, puede
emplearse desde pacientes con superficie
corporal de 0,2 m2 (desde los 3,5 a 4 Kg.
de peso aproximadamente) hasta adultos.
Ofrece también ventajas financieras en
relación a los sistemas implantables y por lo
“EL CORAZÓN ARTIFICIAL” - DR. PEDRO BECKER R.
tanto, al igual que el Abiomed BVS 5000,
constituyen opciones más alcanzables para
países como Chile. Algunos cientos de niños
en Europa y más recientemente decenas en
Estados Unidos, han sido tratados con el
Berlin Heart como puente al transplante,
con razonables resultados. (6) (7) (8) (9) (10)
(11)
RESULTADOS
Se estima que más de 5000 pacientes en
el mundo han sido tratados con algún
sistema de corazón artificial como puente
para transplante. Además un 30% de los
adultos que esperan transplante utilizan
en la actualidad alguno de estos sistemas,
logrando globalmente el 60% llegar
al transplante, con buenos resultados
posteriores. Los sistemas implantables,
como el HeartMate, han demostrado
mayores tasas de éxito, con series que
se acercan al 80% de pacientes asistidos
exitosamente hasta que obtienen un
órgano. (3) (4) (5)
COMPLICACIONES
Evidentemente uno de los aspectos más
difíciles de superar en la carrera por el
corazón artificial ha sido la presencia
de
complicaciones.
Ellas
derivan
principalmente de la imposibilidad hasta
ahora de diseñar superficies y válvulas
100% biocompatibles, y que por lo tanto
no sean trombogénicas, y de la necesaria
conexión al exterior de estos aparatos,
con el consecuente riesgo de infección.
Así entonces, las principales han sido las
hemorragias, los accidentes neurológicos,
ya sea por embolias o hemorragia, las
infecciones del trayecto del cable de
conexión percutáneo, la sepsis, la falla
estructural o de funcionamiento de
los aparatos, la hemólisis y la mayor
sensibilización inmunológica, con el
teórico mayor riesgo de rechazo posterior
al transplante. (3) (4) (5)
USO COMO TERAPIA DEFINITIVA
El año 2001 se publicó la primera
experiencia clínica que evaluó, mediante
un estudio randomizado, la efectividad
del uso crónico o definitivo de asistencia
ventricular en comparación al tratamiento
médico óptimo (estudio REMATCH ). El
grupo de pacientes tratados con dispositivo
tipo HeartMate (N=68) tuvo una sobrevida
al año de 52%, en comparación con el
grupo con terapia médica (N=61), que
tuvo una sobrevida al año de 25% (p =
0,002). Además hubo una significativa
mejoría en la calidad de vida en el primer
grupo. Fueron candidatos a entrar en
este estudio, pacientes con insuficiencia
cardiaca avanzada, con contraindicación
para transplante, siendo la edad mayor a
65 años la causa más frecuente para esta
condición. El costo por paciente de cada
implante del HeartMate fue de U$ 210.187,
de los cuales U$ 60.000 corresponden
al dispositivo; además el costo anual
por readmisión fue de U$ 105.326 por
paciente. Posteriormente, los resultados en
cuanto a sobrevida, probabilidad de estar
libre de complicaciones y costos mejoraron
gracias al uso de aparatos de mejor
calidad. Así, el año 2003 la FDA aprobó
el uso de este sistema de corazón artificial
como terapia definitiva en pacientes con
contraindicación para transplante. (12) (13)
(14) (15) (16) (17)
EL CORAZÓN ARTIFICIAL TOTAL
Existen ciertas condiciones en que no se
puede emplear un sistema de asistencia
implantable como el HeartMate, por
ejemplo. Entre ellas está la presencia de
disfunción ventricular derecha asociada,
lo que se ve en alrededor del 20% de los
pacientes que requieren asistencia. En
estos casos aparece más atractiva la opción
de un corazón artificial total, vale decir que
reemplace totalmente la función de ambos
ventrículos. Por lo tanto las indicaciones
aceptadas para optar por esta opción son
la presencia de disfunción importante
del ventrículo derecho, la presencia de
arritmias graves, la insuficiencia valvular
aórtica, la presencia de una prótesis en
posición aórtica, la existencia de una
comunicación interventricular post infarto
y los trombos intracavitarios. (2)
El primer modelo con que se obtuvo
sobrevida alejada fue el Jarvik, que se
implantó por primera vez en 1982. Luego
de alrededor de 198 implantes, a principios
de los años 90 el proyecto fue suspendido,
principalmente por los altos costos y los
resultados poco alentadores, sobretodo
por las complicaciones de tipo infecciosas,
fenómenos tromboembólicos y la necesidad
de consolas de gran tamaño. En 1993 este
sistema reapareció, ahora bajo el nombre
de CardioWest.
Un estudio multi institucional en
Norteamérica comparó pacientes en que
se implantó el CardioWest como puente
a transplante (N = 81), con un grupo
pareado de pacientes con características
similares, pero que se mantuvieron con
terapia médica en espera del transplante
(N = 35). El primer grupo tuvo una
sobrevida hasta el transplante de 79%
versus 46% para el segundo grupo (p<
0,001). Además los pacientes con corazón
artificial tuvieron una mejoría en su calidad
de vida. Estos pacientes deben permanecer
hospitalizados pues la consola de control es
aún muy grande; sin embargo en Europa
se ha empleado una consola portátil que
ha permitido el alta de los pacientes. En
2004 CardioWest fue aprobado por la
FDA como el primer corazón artificial total
como puente para transplante.
Por último, la compañía Abiomed
desarrolló recientemente el modelo
AbioCor, que es el primer modelo 100%
implantable, pues utiliza un transmisor
de energía transcutáneo, por lo tanto no
hay conexiones externas y esto debería
contribuir a disminuir las tasas de
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BOLETÍN ESCUELA DE MEDICINA U.C., PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE
infección. Actualmente de han implantado
14 de estos aparatos y sus pruebas están
por ahora autorizadas para ser utilizados
como terapia definitiva en pacientes con
contraindicación para transplante. (18) (19)
(20)
CONCLUSIÓN
La meta de alcanzar la luna y traer a los
astronautas a salvo a la tierra se cumplió
en julio de 1969, 8 años después de que
el Presidente Kennedy manifestara este
propósito. Sin embargo el desarrollo del
corazón artificial ha tomado cerca de 40
años.
Pienso que el corazón artificial
efectivamente constituye una de las
fronteras de la medicina del presente siglo.
Será necesario aún perfeccionar su diseño,
reservando el corazón artificial total para
ciertas indicaciones específicas, por ahora.
También se hace necesario comparar los
resultados del uso de estos dispositivos
con otras opciones de tratamiento de la
insuficiencia cardiaca avanzada, como la
terapia de resincronización por ejemplo.
No está de más reforzar la necesidad de
optimizar la utilización de donantes, de
modo de ampliar la posibilidad de realizar
transplantes.
No imagino dónde pueda estar el
límite, pero sin desmerecer el justificado
entusiasmo que despierta esta área del
conocimiento y desarrollo, no creo que
los hombres seamos capaces de superar a
nuestro Creador en diseñar una máquina
tan asombrosa y compleja como el corazón
humano.
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VOL. 32 Nº1 2007
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