Visión general

Durante la segunda mitad del siglo XX, la enfermedad coronaria se convirtió en la principal causa de muerte en las naciones ricas e industrializadas. Además, más de la mitad de las muertes en los Estados Unidos fueron causadas por enfermedades cardiovasculares. Muchas de estas muertes podrían haberse evitado mediante procedimientos quirúrgicos y de manejo agresivos, incluidas operaciones de trasplante de corazón. La escasez de corazones de donantes, sin embargo, llevó a la esperanza de que un dispositivo mecánico totalmente implantable podría superar la escasez y evitar el problema del rechazo inmunológico, pero los primeros intentos de implantar corazones artificiales permanentes fueron criticados como experimentos prematuros en humanos. De hecho, las controversias suscitadas por los implantes experimentales en la década de 1960 pueden haber inhibido el desarrollo de un reemplazo cardíaco permanente. La mala calidad de vida que proporcionan los corazones artificiales, en cambio, llevó a los esfuerzos por desarrollar una nueva generación de dispositivos de asistencia ventricular izquierda.

Antecedentes

El corazón humano es un órgano notable, un poco más grande que un puño, que late más de 100.000 veces al día sin descansar. En un adulto promedio, el corazón bombea más de 4,300 galones (16,000 litros) de sangre al día a través de casi 100,000 millas (161,000 km) de vasos sanguíneos. Imaginando el corazón como una bomba, Michael E. DeBakey, un pionero de la cirugía cardíaca, que ha sido llamado el «Tornado de Texas», predijo que un dispositivo mecánico podría duplicar su función principal. Los corazones artificiales se remontan a 1957, cuando Willem Kolff, inventor del riñón artificial, y Tetsuzo Akutsu implantaron un corazón experimental en animales. El corazón modelo de Kolff mantuvo vivo a un perro durante 36 horas. Los especialistas y científicos del corazón han seguido cuatro enfoques generales para el reemplazo del corazón: corazones artificiales, trasplante de corazones de donantes, dispositivos de asistencia que reemplazan solo una parte del corazón natural y corazones de reemplazo desarrollados mediante técnicas de ingeniería de tejidos en el laboratorio, o corazones cultivados en animales genéticamente alterados.

El corazón artificial ideal funcionaría esencialmente sin mantenimiento durante muchos años dentro del ambiente interno caliente, húmedo y corrosivo del cuerpo. El diseño de un corazón artificial exitoso tendría que superar las dificultades que se han revelado desde que se probaron los primeros dispositivos de este tipo en la década de 1960: daño a la sangre causado por el contacto con materiales artificiales, rechazo del corazón de reemplazo por el sistema inmunológico del cuerpo, dificultades para entregar la potencia adecuada a la bomba sin conexiones a través de la piel, miniaturizar las bombas lo suficiente para su uso en niños y adultos pequeños, y ajustar el flujo sanguíneo en respuesta al estrés fisiológico. Aunque los corazones artificiales en desarrollo durante la década de 1990 pueden resolver muchos de estos problemas, estos dispositivos probablemente no se volverán prácticos o rutinarios durante muchos años. De hecho, la historia del corazón artificial es una historia de casos controvertidos.

Impacto

Los estudios realizados por el Instituto de Medicina en la década de 1990 estimaron que entre 10.000 y 20.000 estadounidenses por año podrían ser candidatos para un corazón artificial total y otros 25.000 a 50.000 podrían necesitar un dispositivo de asistencia ventricular izquierda. La insuficiencia cardíaca afecta a unos 5 millones de estadounidenses por año; además, la mortalidad por insuficiencia cardíaca se triplicó entre 1974 y 1994. Varias formas de bombas artificiales han proporcionado «puentes» temporales, manteniendo vivos a los pacientes mientras esperan un trasplante, pero el número de corazones donados es de solo unos 2,000 por año. Para muchos pacientes, las bombas de asistencia, también conocidas como dispositivos de asistencia ventricular izquierda (DAVI), pueden ser más prácticas que reemplazar todo el corazón. DeBakey comenzó a trabajar en un corazón artificial y dispositivos relacionados en 1960. Inventó una bomba de sangre simple, el LVAD, que podía ayudar al corazón mientras un paciente esperaba un trasplante. En 1966 DeBakey realizó la primera implantación humana de un DAVI.

Uno de los eventos más dramáticos en la cirugía del siglo XX ocurrió en 1967, cuando Christiaan Barnard (1922 -), un cirujano sudafricano, realizó el primer trasplante de corazón humano. (En muchos casos, la enfermedad cardíaca puede ser tan grave que el paciente puede no sobrevivir a la espera de un corazón de donante. Los intentos de utilizar órganos de animales, como el trasplante de corazón de babuino de Leonard Bailey en 1984 a un recién nacido, que fue identificado como Fae Bebé, terminaron en fracaso. Por lo tanto, la escasez de órganos de donantes proporcionó un gran impulso para el desarrollo de un corazón artificial.

El 4 de abril de 1969, Denton A. Cooley realizó la primera implantación humana de un corazón artificial total cuando usó un dispositivo desarrollado por Domingo Liotta para sostener la vida de Haskell Karp. Karp era un paciente de 47 años que presentaba insuficiencia cardíaca después de la cirugía por un aneurisma del ventrículo izquierdo. Karp vivió con el corazón artificial en el pecho durante 65 horas, pero murió poco después de recibir un trasplante de corazón. DeBakey afirmó que el corazón que Cooley usó era idéntico a uno en desarrollo en su laboratorio y que Cooley lo había usado sin permiso. Debido a que el dispositivo se había utilizado con un éxito limitado en terneros, DeBakey consideró que la implantación humana era prematura e imprudente. Aunque Cooley había obtenido el consentimiento del paciente para la operación, no había solicitado el permiso de la junta de revisión del hospital ni de las agencias federales. Él y Liotta pensaron que no se les habría concedido el permiso y que habrían perdido una oportunidad perfecta para realizar el experimento. La relación de trabajo entre Cooley y DeBakey fue destruida por la controversia que rodeó la operación Karp.

Entonces la viuda de Karp presentó una demanda por muerte injusta contra Cooley. Afirmó que ni ella ni su marido habían sido plenamente informados de los riesgos del procedimiento experimental. El juez desestimó el caso, dictaminando que el paciente había dado su consentimiento informado y que el hospital y los cirujanos habían informado exhaustivamente al paciente de los riesgos del procedimiento y la baja probabilidad de recuperación completa o supervivencia. La decisión en este caso se considera un hito en el desarrollo e implementación de la tecnología médica.

En 1981 Cooley realizó otra operación controvertida, la implantación de un corazón artificial total desarrollado por Tetsuzo Akutsu. El paciente de 36 años se mantuvo en el corazón artificial durante 55 horas hasta que un corazón de donante estuvo disponible para trasplante. Robert Jarvik, un médico e ingeniero biomédico, se acercó a DeBakey para probar un dispositivo similar, conocido como el Jarvik-7, pero DeBakey se negó porque no creía que el dispositivo estuviera listo para uso humano. Un año después, William DeVries, en cooperación con Jarvik, implantó el corazón Jarvik-7 en el pecho de Barney Clark, un dentista de Seattle de 61 años de edad que se muere de insuficiencia cardíaca.

En contraste con el caso Karp, en el que el corazón artificial se implantó como un puente para el trasplante, DeVries y Jarvik intentaron usar su corazón artificial como un reemplazo permanente para el corazón enfermo. Clark, que sobrevivió durante 112 días en el corazón artificial, fue honrado por los miembros del equipo de implantes como un «verdadero pionero» que entendió que estaba participando en un experimento que era poco probable que salvara su vida, pero que proporcionaría información para ayudar a la ciencia biomédica y a otros pacientes.

Se realizaron cinco implantes similares hasta 1985. El superviviente más largo fue William Schroeder, que fue apoyado por el Jarvik-7 durante 620 días. El espectáculo de la mala calidad de vida y las dolorosas complicaciones sufridas por pacientes como Clark y Schroeder creó una reacción pública significativa contra el corazón artificial. Además, muchos médicos, científicos, especialistas en ética y responsables políticos concluyeron que el uso del corazón artificial era prematuro y que pasaría hasta bien entrado el siglo siguiente antes de que una nueva generación de corazones artificiales mejorara significativamente la vida de los pacientes. Los problemas asociados con los corazones artificiales implantables finalmente llevaron a un consenso general de que un dispositivo de asistencia sería más práctico y beneficioso para los pacientes. El propósito original de los DAVI era mantener con vida a las personas con insuficiencia cardíaca terminal hasta que estuviera disponible un corazón de donante. De esta manera, el Jarvik-7 se utilizó más tarde en cientos de pacientes como puente hacia el trasplante.

A principios de la década de 1990, los sofisticados DAVI se utilizaban de forma rutinaria en hospitales de todo el mundo. Muchos de los primeros dispositivos, sin embargo, eran demasiado grandes para su uso en niños y adultos pequeños. Por lo tanto, los investigadores se centraron en el desarrollo de un DAVI pequeño pero potente. DeBakey y otros tuvieron que llevar a cabo algunos de sus experimentos y ensayos clínicos en Europa porque las normas gubernamentales con respecto a los ensayos clínicos eran más estrictas en los Estados Unidos. Las soluciones innovadoras al problema de crear una bomba mejor surgieron de una colaboración entre DeBakey y científicos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA). (Esta colaboración se produjo después de una operación que DeBakey había realizado en David Saussier, un ingeniero de la NASA.

El Dispositivo de Asistencia Ventricular DeBakey (DAV), una bomba miniaturizada de aproximadamente una décima parte del tamaño de los dispositivos más antiguos, causaba menos daño a las células sanguíneas, requería menos de ocho vatios de potencia y podía recargarse a través de la piel. Muchos otros dispositivos experimentales también se estaban probando en 1998, cuando DeBakey, de 90 años, fue a Alemania para supervisar personalmente los primeros ensayos en humanos de su DAV. Seis pacientes en total, el primero, que se encontraba en estado crítico en el momento de la operación, murió seis semanas después. Al segundo se le quitó el dispositivo debido a la formación de un coágulo de sangre en el mecanismo, pero otros dos pacientes pudieron salir del hospital con el dispositivo todavía en su lugar.

La nueva generación de DAVI ofrece esperanza a muchos pacientes debido a un fenómeno inesperado reportado por varios centros de trasplante cardíaco. Algunos de los pacientes que usaban DAVI mientras esperaban un corazón de donante se estaban recuperando. Al parecer, el reposo completo en el ventrículo izquierdo proporcionado por el DAVI invirtió la insuficiencia cardíaca en gran medida y las células cardíacas agrandadas volvieron a su tamaño normal. Por lo tanto, los LVAD también podrían usarse como un «puente hacia la recuperación».»

Además de los trasplantes de corazón humano y los corazones mecánicos, algunos científicos piensan que los tejidos y órganos animales o las combinaciones de células vivas con materiales artificiales eventualmente se utilizarán para ayudar o reemplazar corazones enfermos. Los científicos ahora están tratando de cultivar tejido de músculo cardíaco, válvulas cardíacas y vasos sanguíneos en el laboratorio; este enfoque se conoce como ingeniería de tejidos. Debido a que un corazón entero rara vez falla, es posible ayudar a muchos pacientes con músculo cardíaco de ingeniería tisular. Además, en el campo llamado xeno-trasplante, los científicos ya están buscando formas de cambiar los órganos animales para que no sean rechazados por los receptores humanos. La oposición de los activistas de los animales y la amenaza de virus previamente no reconocidos ha hecho que los primates sean menos deseables como fuentes de órganos, pero los cerdos transgénicos eventualmente pueden proporcionar órganos para los humanos. Otros científicos, sin embargo, creen que gran parte de la carga social e individual de las enfermedades cardíacas se podría prevenir a través del ejercicio, los cambios en la dieta y la eliminación del tabaquismo.

LOIS N. MAGNER

Lectura adicional

Libros

Grupo de Trabajo Ad Hoc sobre Reemplazo Cardíaco. Reemplazo Cardíaco: Implicaciones Médicas, Éticas, Psicológicas y Económicas. Washington, DC: U. S. Government Printing Office, 1969.

Conrad, Peter, y Rochelle Kern, eds. La Sociología de la Salud & La enfermedad: Perspectivas críticas. 4th ed. Nueva York: St Martin’s Press, 1994.

Hogness, John R., ed. Corazón artificial: Prototipos, Políticas y pacientes. Washington, DC: National Academy Press, 1991.

Kolff, Willem. Órganos Artificiales. Nueva York: Wiley, 1976.

Lubeck, D., y J. P. Bunker. El Corazón Artificial: Costos, Riesgos y Beneficios. Washington, DC: Office of Technology Assessment, 1982.

Reiser, Stanley Joel, y Michael Anbar, eds. La Máquina al lado de la cama: Estrategias para el Uso de la Tecnología en la Atención al Paciente. Nueva York: Cambridge University Press, 1984.

Shaw, Margery W., ed. After Barney Clark: Reflections on the Utah Artificial Heart Program (en inglés). Austin, TX: University of Texas Press, 1984.

Publicaciones periódicas

Jarvik, Robert. «El Corazón Totalmente Artificial.»Scientific American 244 (1981): 74-80.

Stover, Dawn. «Corazón Artificial.»Popular Science 254 (Febrero de 1999): 11-17.