Un equipo internacional de investigadores ha diseñado un nuevo tipo de parche adhesivo que se puede colocar directamente en el corazón y que algún día puede ayudar a reducir el estiramiento del músculo cardíaco que suele ocurrir después de un ataque cardíaco.
La investigación, publicada en Nature Biomedical Engineering, fue una colaboración entre investigadores de modelado computacional y mecánicos en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Brown, investigadores de cardiología de la Universidad de Fudan y científicos de materiales de la Universidad de Soochow.
El parche, hecho de un material de hidrogel a base de agua, se desarrolló utilizando simulaciones por computadora de la función cardíaca para ajustar las propiedades mecánicas del material. Un estudio en ratas mostró que el parche era eficaz para prevenir la remodelación del ventrículo izquierdo, un estiramiento del músculo cardíaco que es común después de un ataque cardíaco y puede reducir la función de la cámara de bombeo principal del corazón. La investigación también demostró que el parche optimizado por computadora superó a los parches cuyas propiedades mecánicas se habían seleccionado sobre una base ad hoc.
"Parte de la razón por la cual es difícil que el corazón se recupere después de un ataque cardíaco es porque tiene que seguir bombeando, con el parche podemos proporcionar soporte mecánico para el tejido dañado"
"Parte de la razón por la cual es difícil que el corazón se recupere después de un ataque cardíaco es porque tiene que seguir bombeando. La idea aquí es proporcionar soporte mecánico para el tejido dañado, lo que con suerte le da la oportunidad de curarse", aseguró Huajian Gao, profesor de ingeniería en Brown y coautor del artículo.
Investigaciones anteriores habían demostrado que los parches mecánicos podrían ser efectivos, pero nadie había investigado cuáles podrían ser las propiedades mecánicas óptimas de dicho parche. Como resultado, el grosor y la rigidez de los parches potenciales varían ampliamente. Y obtener esas propiedades correctas es importante, indicó Gao.
"Si el material es demasiado duro o rígido, podría limitar el movimiento del corazón para que no se expanda al volumen que necesita. Pero si el material es demasiado blando, entonces no proporcionará suficiente apoyo. Así que necesitábamos algunos principios mecánicos para guiarnos", el docente de la Universidad de Brown.
Los investigadores desarrollaron un modelo informático de un corazón que latía, que capturaba la dinámica mecánica tanto del corazón como del parche cuando se fijaba al exterior del corazón. El material también es barato y es fácil de hacer, y los experimentos demostraron que no era tóxico. El estudio con roedores finalmente demostró que fue eficaz para reducir el daño posterior al ataque cardíaco.
"El parche proporcionó soportes mecánicos casi óptimos después del infarto de miocardio"
"El parche proporcionó soportes mecánicos casi óptimos después del infarto de miocardio (es decir, la muerte masiva de cardiomiocitos)", dijo Ning Sun, investigador de cardiología en la Universidad de Fudan en China y coautor del estudio.
Los marcadores bioquímicos mostraron que el parche redujo la muerte celular, la acumulación de tejido cicatricial y el estrés oxidativo en el tejido dañado por un ataque cardíaco. Los investigadores dicen que se requieren más pruebas, pero los resultados iniciales son prometedores para un uso eventual en ensayos clínicos en humanos. "Queda por verse si funcionará en humanos, pero es muy prometedor", dijo Gao. "No vemos ninguna razón en este momento para que no funcione", ha concluído Gao.