Un equipo de ingenieros estadounidenses ha desarrollado un marcapasos tan
pequeño que puede inyectarse en el cuerpo de manera poco invasiva y emite
pulsos de luz para activarse en caso de arritmia. El dispositivo está
especialmente pensado para recién nacidos con defectos cardiacos
congénitos, aunque puede funcionar con corazones de todos los
tamaños
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| ec-jpr | Flickr |
Investigadores de la Universidad de Nortwestern, en EE UU, han desarrollado un
marcapasos de tamaño tan reducido (1,8 mm de ancho y 3,5 mm de largo) que
puede caber dentro de la aguja de una jeringa, por lo que su aplicación es
segura y poco invasiva.
Más pequeño que un grano de arroz, este dispositivo está dirigido
especialmente a recién nacidos con defectos cardiacos congénitos, aunque
valdría también para corazones de mayor tamaños, según un estudio publicado en
Nature.
El marcapasos se acopla a un dispositivo portátil e inalámbrico que se
coloca sobre el pecho del paciente para controlar la estimulación. Cuando
detecta un latido irregular emite un pulso de luz, capaz de penetrar en la
piel y el esternón del paciente, para activar el cardioversor con el fin de
restaurar el ritmo del corazón.
Al finalizar su vida útil, todos los componentes se disuelven de forma
natural en los fluidos corporales debido a su diseño temporal.
CORAZONES PEQUEÑOS Y GRANDES
El estudio, liderado por el pionero en bioelectrónica John A, Rogers y el
cardiólogo Igor Efimov, demostró la eficacia de este marcapasos en una serie
de modelos animales grandes y pequeños, así como en corazones humanos de
personas donantes ya fallecidas.
“Hemos desarrollado lo que, hasta donde sabemos, es el marcapasos más
pequeño del mundo”, afirma Rogers, en un contexto donde la necesidad de
estos dispositivos para pacientes recién nacidos es “crucial”.
En este sentido, “nuestra principal motivación fueron los niños”, cuenta
Effimov, ya que alrededor de un 1 % de los niños nacen con cardiopatías
congénitas.
La buena noticia, según el cardiólogo, es que estos niños solo necesitan un
marcapasos después de una cirugía. Tras siete días, el corazón de la mayoría
de los pacientes se repara solo. “Ahora podemos colocarlo en el corazón del
niño y estimularlo mediante un dispositivo delicado y portátil” que no
requiere cirugía para extraerlo.
ALIMENTADO POR FLUIDOS CORPORALES
Para reducir el tamaño del dispositivo, los investigadores estudiaron cómo
podría obtener energía suficiente sin antenas receptoras ni cables.
Así, en lugar de emplear comunicación de campo cercano (NFC), como hicieron
en su prototipo anterior, este marcapasos funcionaría mediante una celda
galvánica, capaz de transformar la energía química en eléctrica.
En concreto, se utilizaron dos metales diferentes para enviar pulsos
eléctricos al corazón, que, al entrar en contacto con los fluidos
circundantes, los electrodos se convirtieron en una batería.
“Cuando se implanta el marcapasos en el cuerpo, los biofluidos circundantes
actúan como el electrolito conductor que une eléctricamente esas dos
almohadillas metálicas para formar la batería”, explica Rogers.
FUNCIONAMIENTO CON LUZ
Asimismo, los ingenieros observaron que el cuerpo humano era un gran conductor
de luz, por lo que implantaron en su creación rayos infrarrojos que penetraran
de forma segura en el cuerpo y detectaran así una caída de la frecuencia
cardiaca.
El dispositivo portátil recibe ese latido irregular y activa un diodo de luz
que parpadea a un ritmo similar al de un corazón sano.
“El corazón requiere una mínima estimulación eléctrica” sostiene Roger. Por
lo que, “al minimizar el tamaño, simplificamos drásticamente los
procedimientos de implantación, reducimos el trauma y el riesgo para el
paciente, concluye.
DISPOSITIVO REABSORBIBLE
Este trabajó comenzó cuando Rogers y Efimov desarrollaron el primer
dispositivo reabsorbible para marcapasos. Su objetivo fue cubrir la demanda de
pacientes que necesitaban un cardioversor temporal hasta que esperaban uno
permanente o para ayudarlos a restablecer su frecuencia cardiaca durante una
recuperación.
Hasta ahora, los cirujanos cosían los electrodos al miocardio durante la
cirugía y, a través del pecho, se conectaban a un marcapasos externo que
controlaba el ritmo cardiaco. Cuando dejaba de ser necesario se retiraban
los electrodos, lo que podía generar complicaciones como desgarros o daño
tisular.
En respuesta a esta necesidad clínica crearon el marcapasos disoluble,
presentado en Nature Biotechnology en 2021, como un aparato delgado,
flexible y ligero que eliminaba la presencia de baterías grandes y cables.
Referencia:
John A, Rogers. et al. Millimetre-scale bioresorbable optoelectronic systems
for electrotherapy. Nature. 2025
Artículo publicado originalmente en SINC
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