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Hace
49 años Jorge Reynolds inventó el primer marcapasos cardíaco. Este
aparato está diseñado para brindar al paciente supervisión médica las
24 horas del día. En caso de ser necesario cambiar los parámetros de
funcionamiento del marcapasos, un profesional de la salud lo podrá
hacer a través de una conexión a cualquier teléfono celular o Internet.
Su condición de ingeniero le permitió concluir que el corazón es
eléctrico debido a cambios bioquímicos de sodio, potasio y calcio, con
la capacidad de formar unos voltajes muy pequeños que estimulan las
contracciones cardíacas.
En algunas personas, por condiciones adversas, este proceso se
interrumpe. "Es tal como si cogiéramos un cable eléctrico y lo
cortáramos con un cortafrío. Eso tiene una serie de problemas en el
ritmo cardíaco. El marcapasos reemplaza esas interrupciones y crea un
estímulo que hace contraer el corazón a 80 pulsaciones por minuto y
vuelve a su función normal", explica Reynolds.
El presidente de la Sociedad Colombiana de Cardiología, Fernando
Manzur, dice que la mortalidad en el país por enfermedad cardiovascular
es del 29 por ciento, y que el 45 por ciento de estos casos se deben a
falla cardíaca.
Por eso, Reynolds prometió dejar el Nanopuente A-V como un regalo a la
humanidad, después de una vida de trabajo con el corazón, por lo que no
será necesario el registro de patentes.
Este pequeño artefacto está diseñado para brindar al paciente
supervisión médica las 24 horas del día. En caso de ser necesario
cambiar los parámetros de funcionamiento del marcapasos, un profesional
de la salud lo podrá hacer a través de una conexión a cualquier
teléfono celular o Internet.
Ventajas
Hace dos años y medio comenzó este trabajo que también reduce
considerablemente el tamaño del dispositivo. Actualmente un marcapasos
se puede comparar en tamaño con dos monedas de 500 pesos, una sobre
otra, mientras que el Nano será de medio milímetro, mejorará costos al
pasar de 10 mil dólares (en el actual) a mil (en el Nano), es decir, 10
veces menos, y atenderá este problema de salud pública.
Éste, el primer dispositivo para el corazón fabricado con
nanotecnología, es un trabajo cercano al índice de conocimiento de la
ciencia médica de Inglaterra, Estados Unidos, Francia o Japón; pero la
idea nació en Colombia, aunque no será construido físicamente en
nuestro país, ante la carencia de tecnología suficiente para hacerlo.
Corazón virtual
Ante la necesidad de probar el Nanopuente, Reynolds planteó la
posibilidad de usar los sistemas virtuales de enseñanza. En ese momento
hizo el contacto con la Universidad de la Sabana en Bogotá y dos de sus
estudiantes de medicina retomaron la idea de crear un corazón
artificial.
Hoy, la propuesta del científico colombiano y el trabajo de los dos
universitarios está en una tercera parte de un proceso que es único en
el mundo. "Hemos buscado, hablado con otros científicos, han venido a
Colombia más de cien médicos de alto nivel y han quedado entusiasmados
con la idea. Ninguno ha visto algo igual. Lo único es un cuerpo humano
general hecho por una universidad en Canadá, pero no detalla ningún
órgano", cuenta el doctor Reynolds.
La directora de investigaciones de la facultad de ingeniería de La
Sabana, Gloria González, dijo que se puede hablar del corazón virtual
como un simulador que permite visualizar lo que se aprende en los
textos. Gracias al sistema virtual el estudiante puede viajar a través
de las membranas y detalladamente experimentar la realización de
cirugías y cateterismos (tubo hueco y flexible que se introduce en las
arterias y venas).
El sistema en tercera dimensión permite ver cómo funciona el corazón,
cómo son sus moléculas, cómo reacciona a los fármacos, cómo se forma el
órgano en el feto hasta su nacimiento y simular problemas tales como la
evolución de enfermedades en tiempo real o acelerando los procesos en
20 días, seis meses o un año.
Molecularmente se muestra de qué está hecho el corazón, ya se conoce
que son muchas células vivas, pero se trata de mostrarlas, porque son
100 mil veces más pequeñas que el grueso de un cabello.
Probar medicamentos en el corazón virtual, puede sonar aún más
complejo, pero es otro de los aportes de la investigación que le
permitirá a la industria farmacéutica hacer pruebas con potencialidad
de salir al mercado, predecir sus efectos secundarios y determinar cómo
actúan. El propósito es aplicar el fármaco con su fórmula química
molecular, ver la reacción y hasta acelerarla.
En fetos
En fetos se puede estudiar virtualmente el espermatozoide desde que
hace contacto con el óvulo. Julián Vega, uno de los estudiantes que
está trabajando en el proyecto, explica que las dos cargas genéticas
(del padre y la madre) se fusionan y empieza a haber división celular
para formar el corazón a los 17 días.
En el sistema virtual se observa que el corazón humano en principio es
un tubo con dos cámaras (el ventrículo y la aurícula), pero al día 23
el tubo se enrolla sobre sí y la parte inferior queda en la superior y
forman cuatro cámaras, en el día 35 este órgano comienza su crecimiento.
En el corazón del feto se pueden crear las enfermedades congénitas
(adquiridas antes de nacer) y como un aporte de la investigación se
puede detectar qué las produjo o en qué etapa del crecimiento se quedó
el corazón con alguna dificultad.
En la parte morfológica se diseñó una carcaza virtual del corazón que
permite el paso por las arterias coronarias que son las que transportan
el oxígeno a todo el corazón, y se tapan cuando da un infarto.
"Las mostramos como si fueran un tubo para hacer con el especialista un
cateterismo y mostrar cómo se va formando la placa de grasa del
infarto", dice el médico.
¿Límites?
Pero a pesar de eso son muchas las cosas que faltan por saber sobre el
corazón, "yo quisiera saber cómo funciona este órgano. Son 50 años de
trabajo y todavía no sé cómo funciona exactamente, nadie lo sabe, es
sumamente complejo", dice Reynolds.
Precisa que "el proyecto está en una etapa de resultados, es decir, una
tercera parte, pero va a tomar mucho tiempo tener el corazón completo
por la complejidad y a medida que se avanza más cosas se quieren saber.
Está la parte molecular, la concepción en un 80 por ciento, las partes
internas del corazón, el tubo fetal, cómo se forman las válvulas, las
coronarias y los cuatro ventrículos".
Ahora, se quiere trabajar desde adentro y ver cómo se forman los
diferentes tabiques que hacen los ventrículos y la irrigación del
corazón.
Bioingeniería
El corazón virtual que nació por el Nanopuente, es una etapa de
bioingeniería donde diferentes profesiones se mezclaron para crear el
sofisticado sistema. Trabajaron ingenieros de sistemas, diseñadores,
médicos, ingenieros moleculares, químicos, físicos y matemáticos.
El Nanopuente esta diseñado para ser introducido en el órgano por
cateterismo. Con el corazón virtual se analiza cómo se comporta ese
sistema mecánico y cuáles van a ser los desgastes, además de enseñar a
los especialistas cómo ponerlo.
El puente es económico, su aplicación rápida y sin hospitalización.
Dura aproximadamente 10 minutos con 8 movimientos muy sencillos y el
paciente es dado de alta el mismo día.
La sociedad
Para el presidente de la Sociedad Colombiana de Cardiología, Fernando
Manzur, el corazón virtual es un aporte científico que permite valorar
todas las estructuras del corazón y ver cómo funciona cuando está sano
y cuando está enfermo. Incluso cómo se comporta en las diferentes
edades de la vida.
Añade, que para las personas que padecen enfermedades cardíacas el
marcapasos Nano es una reestructuración importante, que permite al
corazón enfermo alcanzar los latidos suficientes a un bajo costo y
mayor comodidad.
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