EN VEZ DE CORAZÓN, UNA BOMBA ARTIFICIAL
Publicado en
septiembre 14, 2014
Mientras los trasplantes de corazón humano son objeto de controversias cada vez más animadas, los investigadores se dedican calladamente —con algún éxito— a una empresa que acaso resulte más importante: inventar y perfeccionar un corazón mecánico.
Por C.P. Gilmore (Condensado del suplemento dominical del "Times" de Nueva York).
DESDE los seis años de edad, en que enfermó de endocarditis reumática, la vida de la bonita muchacha Marta Acman pendía de un tenue hilo. El 26 de octubre de 1967 el corazón le había empezado a fallar; los cirujanos del Hospital Metodista de Houston (Tejas) trataban afanosamente de salvarla.
El equipo de cirujanos, que parecían extraños habitantes de Marte en batas verdes, holgados pantalones, gorros y cubrebocas del mismo color, abrieron el pecho de la joven y le desviaron la sangre hacia un aparato que hace las veces de corazón y pulmón, en este tipo de operaciones. Puesta a funcionar esta máquina conservadora de la vida, el cirujano en jefe, Michael DeBakey, abrió el corazón de Marta, sacó una válvula dañada y la sustituyó con otra, artificial. Después los cirujanos ayudantes volvieron a hacer pasar la sangre al corazón de la enferma, lo hicieron latir nuevamente, y poco a poco empezaron a reducir el flujo de sangre movida por el aparato.
Uno de los indicadores más sensibles del funcionamiento del corazón es la tensión intraauricular de la aurícula izquierda. A medida que los cirujanos reducían la intensidad del aparato impulsor de la sangre, la tensión intraauricular izquierda de Marta se iba elevando hasta niveles peligrosos. La sangre se le iba acumulando en la aurícula de ese lado, indicio de que el corazón reparado no estaba suficientemente fuerte para impulsar con eficacia el líquido vital a todo el organismo. Al cabo de diez minutos, los médicos intentaron nuevamente reducir el flujo desde el corazón hasta el aparato, con lo que volvió a aumentar la tensión intraauricular izquierda.
Antes de la operación, el equipo de DeBakey, temiendo que la muchacha no pudiese resistir la desconexión de la bomba, había puesto en práctica un plan para el caso de que se presentara tal contingencia: habían instalado cerca de la mesa de operaciones un "impulsor", o corazón artificial.
¿TEMPORAL O PERMANENTE?
No era la primera vez que se instalaba un corazón de esta clase. Mientras los trasplantes de corazón humano que se han venido haciendo continuamente han captado la atención mundial, otro esfuerzo potencialmente más espectacular ha pasado a ocupar el primer plano en varias instituciones médicas: la empresa de inventar y perfeccionar un corazón artificial eficaz. Hasta la fecha se han implantado millares de estos "impulsores" o corazones artificiales en animales de experimentación, sobre todo en perros. Varios de estos aparatos —unos 35— se han utilizado en pacientes humanos, de los cuales han sobrevivido aproximadamente la mitad. El Instituto Nacional de Cardiología de los Estados Unidos ha gastado ya 20 millones de dólares en el programa del corazón artificial, programa en el que se suma el trabajo de más de 100 equipos de investigadores.
Se han fabricado hasta hoy dos clases de corazón artificial: el "impulsor auxiliar", que no sustituye al corazón natural, sino que se encarga de realizar parte de sus funciones durante horas, días o semanas, mientras la víscera lucha para repararse a sí misma. De este tipo es el aparato que se conectó a Marta Acman.
El otro es un corazón mecánico permanente, que sustituye por completo al natural. Cientos de estos aparatos se han implantado en animales, que han sobrevivido diferentes lapsos de tiempo. En el mes de abril del año pasado el Dr. Denton Cooley implantó uno de estos corazones artificiales "totales" en un paciente humano, en el Hospital de Saint Luke, de Houston. El aparato mantuvo la circulación sanguínea del paciente durante unas 60 horas, hasta que se pudo disponer de un corazón humano para efectuar el trasplante. Pero la utilidad de este artefacto está sujeta a bastante controversia y se utilizó únicamente como recurso extremo y temporal, pues el corazón "total" permanente todavía no es un medio bastante seguro para implantarlo en pacientes humanos.
Por fortuna, Marta Acman no necesitaba un corazón artificial permanente. Sólo era necesario algo que relevara su corazón enfermo hasta recuperarse. El Dr. DeBakey y su equipo conectaron un tubo de 30 cm. de longitud, del diámetro de una manga de riego, en la aurícula izquierda de Marta, y otro tubo similar en la parte superior del brazo de la paciente, en una arteria gruesa. Luego, entre ambos tubos, enchufaron el corazón auxiliar; una pelota de material plástico como un puño.
Poco a poco, mientras funcionaba el corazón artificial, la peligrosa tensión intraauricular empezó a bajar. Al cabo de 30 minutos se desconectó el instrumento cardiopulmonar. El corazón de Marta trabajaba ya sin la ayuda de la bomba.
Durante los días siguientes los especialistas fueron reduciendo el tiempo de trabajo del corazón artificial. Al cuarto día lo desconectaron. El corazón de Marta latió y funcionó bien. Hoy Marta se ha restablecido por completo, y por primera vez en diez años empieza a hacer una vida que podemos calificar de relativamente normal.
El triunfo de Marta no es el único en su género. Entre otros pacientes que deben la vida a los corazones auxiliares, destaca el caso de la señora Kay Fein, ama de casa, de 45 años, que en junio de 1967 fue llevada de urgencia al Centro Médico Maimónides, de Brooklyn (Nueva York), en estado de choque cardiogénico, padecimiento o accidente que mata al 90 por ciento de sus víctimas. Mientras la señora Fein se debatía entre la vida y la muerte, el Dr. Adrian Kantrowitz, director del pabellón de cirugía del Hospital Maimónides, precursor también de los trabajos en corazones artificiales, le hizo una incisión de 2,5 cm. en el muslo, para abrir la arteria femoral. Después introdujo en ella, conectado al extremo de un tubo flexible, un pequeño "globo-bomba" de su invención, que funciona por medio de aire. El cirujano llevó con mucho cuidado este artefacto hasta la aorta (la gruesa arteria que sale del corazón y se dirige a la parte posterior del tronco), de manera que quedara la bomba exactamente detrás del corazón. En seguida empezó a pulsar la bomba para sacar la sangre del interior de la aorta. Paulatinamente, conforme la sangre fluía nuevamente a todo el organismo, la mujer fue saliendo del choque. A las cinco horas la bomba impelente artificial se desconectó y luego se sacó del cuerpo de la mujer. El procedimiento empleado resultó un éxito completo.
Los trabajos de sustitución total del corazón humano no han sido tan satisfactorios hasta la fecha. Durante algún tiempo estos corazones mecánicos funcionan bien en animales de experimentación, pero al fin se presentan problemas de tensión superficial en la sangre que está en contacto con la pared interna del corazón artificial, problemas que causan la muerte del animal de laboratorio.
Los investigadores que trabajan en el programa tratan ante todo de encontrar una superficie que no cause coagulación. Otros aspectos adicionales del problema son el control del flujo sanguíneo a través de los órganos artificiales, y hacerlos de sustancias compatibles con la sangre. Las sustancias que se han utilizado hasta la fecha en la fabricación de corazones mecánicos tienden a producir coagulación, y a dañar los glóbulos rojos, las proteínas del plasma y las enzimas que componen la sangre.
BARNIZADO Y PULIDO
Los investigadores han tratado de resolver estos problemas de diversas maneras. Han dado a las paredes internas de los corazones artificiales un pulido muy fino, de modo que la sangre no encuentre una textura en que coagularse. Parece que este artificio cumple su cometido: El Dr. Kantrowitz logró que un perro sobreviviera 19 meses con un corazón de ese tipo.
También se ha intentado cubrir nuevos materiales con barnices especiales. Un grupo de investigadores está tratando el silicón —uno de los materiales más prometedores en este aspecto— con un barnizado permanente de heparina, el anticoagulante que se encuentra en el hígado y en otros tejidos vivos. Ya se ha hecho rutina usar esta sustancia durante las operaciones, para evitar la coagulación.
Otro enfoque totalmente distinto del problema también permite abrigar esperanzas de éxito. Hace más de diez años los cirujanos aprendieron a sustituir largos tramos de arterias debilitadas con tubos de dacrón. Se ha demostrado que tales tubos llegan a formar parte del sistema vascular, y se conservan intactos sin formar tapones durante toda la vida del paciente. La razón de que esos injertos resulten satisfactorios está en que se forma una delgada capa de fibrina —uno de los componentes de la sangre— en toda la superficie porosa de la pared interior del tubo injertado. Las células del tejido de los extremos de la arteria normal van creciendo por dentro hasta sustituir el barnizado de fibrina.
Al cabo de unos cuantos meses, una capa completa de células vivas ha cubierto la pared interior de dacrón, por lo que la sangre no está ya en contacto directo con el plástico, sino exclusivamente con células vivas. Este fenómeno ha dado a los cirujanos especialistas en corazones artificiales la esperanza de poder algún día "copiar" dicho procedimiento.
El Dr. William Akers, profesor de ingeniería química de la Universidad de Rice y colaborador desde hace mucho del Dr. DeBakey en los trabajos del corazón artificial, me mostró unos doce modelos diferentes de corazones artificiales que él y sus colegas han diseñado. Tomó uno de ellos, de forma esférica, destornilló un anillo de retención en su parte media, y lo abrió como si fuera un durazno.
El interior de los modelos que yo había visto antes mostraban un pulido muy fino. Este que me enseñaba el Dr. Akers estaba cubierto por dentro de una especie de terciopelo de dacrón, que formaba una capa suave, blanca, afelpada. Se trata de que esta superficie interna forme un barniz de fibrina, tal como lo hace el injerto de arteria. Después, se espera que crezca tejido vivo y cubra toda la superficie.*
ENERGIA PARA TODA LA VIDA
Una vez que se resuelva el problema de la coagulación de la sangre por tensión superficial, habrá que salvar otros escollos. Todos los corazones artificiales que se han instalado o implantado hasta ahora obtienen su energía motriz mediante tubos o transmisiones que se introducen en el cuerpo por agujeros practicados en la piel. Sería mucho mejor, cuando se perfeccione el corazón artificial permanente, que tanto el corazón de repuesto como su fuente de energía estén dentro del cuerpo. Pero, ¿qué clase de "central" eléctrica será bastante eficaz y digna de confianza, y durará lo suficiente para proveer de energía al corazón artificial en el lapso de toda una vida humana?
Hasta ahora el proyecto más viable en este sentido es una máquina de radioisótopos, en la que trabajan actualmente el Instituto Nacional de Salubridad y la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos. Otra posibilidad es la batería de pilas que se implantaría en el interior del paciente, batería que se recargaría por medio de bobinas de inducción, durante la noche. Otra más es implantar celdillas de algún combustible. En teoría, este combustible podría ser una combinación del oxígeno y la glucosa que se encuentra en la sangre.
Cuando llegue el día en que se puedan implantar corazones artificiales "totales" y permanentes, habrá que idear un sistema de control para regular el ritmo cardiaco y su gasto, es decir, la cantidad de sangre que impulsa. En el corazón natural, el centro principal de control es un nódulo nervioso situado en la pared de la aurícula derecha, que algunos conocen con el nombre de "marcapasos". Este centro genera impulsos eléctricos intermitentes que viajan por la red nerviosa del corazón y "disparan" sus latidos. El ritmo cardiaco también es afectado por las descargas de adrenalina en el torrente sanguíneo y por las fluctuaciones de la tensión arterial. Todo el sistema es asombrosamente preciso, y en el cuerpo sano conserva con exactitud la cantidad de flujo sanguíneo que necesita el organismo en las más variadas condiciones de ejercicio, emoción y a diversas temperaturas. Hasta el momento no se ha llegado a hacer una réplica perfecta del sistema por medios artificiales, pero se trabaja al efecto en varios proyectos para tratar de lograrlo.
Los investigadores de Houston, por ejemplo, realizan actualmente un experimento en gran escala, durante el cual se implantarán corazones artificiales "totales" de repuesto en becerros, que se mantendrán vivos, si todo marcha bien, durante una semana, por lo menos. En el curso de estos experimentos, los investigadores tratarán de esclarecer cuáles variables podrían ser los mejores indicadores de las necesidades sanguíneas del organismo. Se abriga la esperanza de que se llegue a inventar y perfeccionar un sistema que funcione como una especie de termostato: en caso de que baje la tensión arterial, por ejemplo, el corazón artificial se acelerará, y viceversa.
Cualesquiera que sean las dificultades o los gastos para crear el corazón artificial, los beneficios potenciales que ello aportaría son enormes. Los corazones auxiliares y temporales de hoy se podrían seguir utilizando para ayudar a sobrevivir a los pacientes con graves fallas cardiacas. También podrán emplearse en los casos de enfermos graves, que sobrevivirán con estos aparatos hasta que esté disponible el corazón de algún donante. Por último, los corazones artificiales se utilizarán para sustituir, de manera total y permanente, las vísceras naturales irreparablemente enfermas.
Nadie puede predecir exactamente cuántas personas se salvarán con una familia completa de corazones artificiales, ni cuándo estarán disponibles para uso general, aunque, en este último punto, varios especialistas con quienes he hablado calculan unos cinco años, o quizá menos.
* El Dr. William Bernhard, del Hospital Pediátrico de Boston, ha anunciado recientemente un nuevo descubrimiento: este médico añadió fibroblastos fetales —células curativas presentes en todos los tejidos— a las redecillas de dacrón del corazón artificial, con lo que aceleró el crecimiento de tejido celular vivo para cubrir la pared interna del corazón artificial. El corazón así tratado mantuvo la circulación sanguínea de seis becerros durante cuatro meses.