Cómo funciona el marcapasos para bebés más pequeño que un grano de arroz y que se activa con luz

Un equipo de investigadores estadounidenses acaba de dar un paso significativo hacia el futuro de la medicina cardiovascular con el desarrollo de un marcapasos diminuto, tan pequeño que cabe dentro de una aguja de jeringa.

Este dispositivo del tamaño de un grano de arroz, que apenas mide 1,8 mm de ancho y 3,5 mm de largo, representa una innovación que podría transformar el tratamiento de los trastornos cardíacos, especialmente en pacientes pediátricos. Lo que hace aún más impresionante este marcapasos es su capacidad para disolverse de manera segura en el cuerpo una vez que ya no es necesario, eliminando la necesidad de cirugía adicional.

El marcapasos, desarrollado por el equipo liderado por John Rogers y Igor Efimov de la Universidad de Northwestern, Estados Unidos, está diseñado especialmente para recién nacidos con defectos cardíacos congénitos, pero también podría utilizarse en corazones de mayor tamaño, lo que abre la puerta a una variedad de aplicaciones clínicas.

Si bien se trata de un prototipo experimental de marcapasos, su eficacia se ha probado en modelos animales (ratones, cerdos) y en corazones procedentes de donantes de órganos, según el estudio que publicó Nature.

Este dispositivo temporal podría ofrecer una alternativa a los marcapasos tradicionales, especialmente para aquellos pacientes que solo necesitan estimulación temporal mientras sus corazones se recuperan de una cirugía o de un problema temporal, como la bradicardia (latidos cardíacos anormalmente lentos).

El marcapasos, cuyo tamaño lo convierte en el más pequeño del mundo, se activa a través de una tecnología innovadora: un pulso de luz infrarroja. Este sistema permite que sea controlado de manera inalámbrica mediante un dispositivo portátil que se coloca sobre el pecho del paciente.

Cuando el dispositivo detecta un latido irregular, emite un pulso luminoso que activa el marcapasos, restaurando el ritmo cardíaco. Lo que diferencia a este dispositivo de sus predecesores es su diseño reabsorbible. Una vez que el marcapasos ha cumplido su función, se disuelve en los fluidos corporales del paciente, eliminando la necesidad de un procedimiento quirúrgico para retirarlo.

El control de este pequeño marcapasos se realiza mediante un dispositivo portátil sin cables, colocado en el pecho del paciente. Este dispositivo inalámbrico monitorea de manera constante los parámetros vitales del paciente y, cuando detecta un latido irregular, emite el pulso luminoso que activa el marcapasos, restaurando el ritmo normal del corazón.

Este enfoque de “estimulación luminosa” minimiza los riesgos de infección y trauma para el paciente, ya que la tecnología elimina la necesidad de cables o fuentes de energía externas.

Una innovación que podría salvar vidas

Uno de los aspectos más destacados de este dispositivo es su potencial para tratar a bebés con defectos cardíacos congénitos, una afección que afecta aproximadamente al 1% de los recién nacidos en todo el mundo.

Tradicionalmente, estos niños requieren un marcapasos temporal para mantener el ritmo de su corazón tras una cirugía. Sin embargo, los marcapasos actuales implican la implantación de cables y dispositivos grandes, lo que genera riesgos adicionales, incluidos los daños a los tejidos y las infecciones. La creación de un marcapasos tan pequeño y temporal para recién nacidos ofrece una solución mucho menos invasiva y con un menor riesgo para estos pequeños pacientes.

En el caso de los adultos, el dispositivo también podría ser útil para tratar a aquellos que sufren arritmias temporales, como las que se presentan después de una operación de corazón. Esta tecnología ofrece una alternativa menos invasiva a los marcapasos tradicionales, que a menudo requieren procedimientos quirúrgicos adicionales para ser retirados una vez que ya no son necesarios.

El equipo de investigación ha demostrado la eficacia del marcapasos en modelos animales, como ratones y cerdos, así como en corazones humanos de donantes fallecidos. A pesar de ser un prototipo experimental, los primeros resultados han sido prometedores, lo que ha llevado a los investigadores a planificar futuros estudios para validar aún más la tecnología en un contexto clínico.

Este avance en el campo de la bioelectrónica también podría tener implicaciones en otras áreas de la medicina. Según los investigadores, los principios que sustentan este dispositivo podrían aplicarse a otras formas de estimulación neural y muscular, lo que abriría nuevas posibilidades en el tratamiento de una variedad de trastornos médicos. Además, el marcapasos miniaturizado podría integrarse con otros dispositivos médicos, como sistemas de sustitución de válvulas cardíacas, lo que podría mejorar aún más las opciones de tratamiento para pacientes con problemas cardíacos graves.

A medida que los investigadores continúan perfeccionando este prototipo, las implicaciones para el futuro de la medicina son vastas. Si bien actualmente se encuentra en una etapa experimental, la tecnología tiene el potencial de transformar la forma en que tratamos a pacientes con trastornos cardíacos, especialmente aquellos que necesitan soluciones temporales.

La miniaturización de los dispositivos médicos podría facilitar el tratamiento de una amplia gama de afecciones, al tiempo que reduce los riesgos y las complicaciones asociados con los procedimientos invasivos.

El futuro del marcapasos disoluble

Los científicos detrás de esta innovación, en colaboración con la empresa emergente NuSera Biosystems, están trabajando para hacer este dispositivo accesible a los pacientes en un futuro cercano, aunque todavía es necesario realizar más pruebas y estudios clínicos para garantizar su eficacia y seguridad a largo plazo.

A medida que esta tecnología avanza, se espera que se puedan realizar ajustes en el grosor y la composición de los materiales utilizados, lo que permitirá personalizar la duración de la funcionalidad del dispositivo antes de que se disuelva de forma natural en el cuerpo. Este enfoque de “dispositivos reabsorbibles” es un avance significativo en la bioelectrónica, ya que minimiza los riesgos asociados con los dispositivos permanentes y los procedimientos invasivos para su extracción.

El marcapasos miniaturizado también podría ser una opción más accesible para pacientes en regiones con recursos limitados, ya que se trata de una solución de bajo coste, fácil de fabricar y que no requiere equipos externos complejos.

Los desafíos y el camino por recorrer

El Dr. Juan Pérez-Villacastín, experto en cardiología del Hospital Clínico San Carlos de Madrid, consideró que todavía queda mucho por hacer antes de que esta tecnología esté lista para su implementación en seres humanos.

El dispositivo actualmente solo ofrece una estimulación transitoria, lo que lo convierte en una solución adecuada solo para pacientes que necesiten un marcapasos temporal. La tecnología deberá perfeccionarse para garantizar su viabilidad a largo plazo en pacientes que necesiten un dispositivo permanente.

Con más investigaciones y desarrollos, este marcapasos podría ser una herramienta clave para salvar vidas, especialmente para los más pequeños, los más vulnerables y aquellos que requieren soluciones temporales en momentos críticos.