Desarrollan un marcapasos sin batería que se carga con los latidos del corazón

Un equipo de investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison (Estados Unidos) ha desarrollado un revolucionario marcapasos implantable sin batería que se carga de manera autónoma con los latidos del corazón del paciente. Este hito médico y tecnológico tiene el potencial de durar toda la vida, lo que reduce drásticamente los riesgos y los elevados costes asociados con el reemplazo de los aparatos cuando fallan sus fuentes de energía.

La investigación, liderada por el investigador postdoctoral Pengfei Chen, aparece publicada en la prestigiosa revista científica ‘Science Advances’. Históricamente, el marcapasos transvenoso tradicional dependía de generadores y cables que debían sustituirse de forma regular. Aunque en 2016 llegó la versión intracardíaca libre de cables, como el avanzado modelo Micra, el problema fundamental persistía: su pila ocupa más de la mitad de su tamaño y solo dura entre 7 y 10 años.

Una vez agotada su vida útil, extraer el aparato del ventrículo derecho del paciente es extremadamente difícil. Por ello, es común que se deje el implante caducado en su lugar al insertar uno nuevo. “Anhelo un mundo en el que podamos implantar un único dispositivo que dure toda la vida del paciente”, asegura Daniel Modaff, electrofisiólogo clínico. Evitar tener que reemplazar el marcapasos cada década supone un avance crucial para evitar cirugías de alto riesgo, lo cual resulta especialmente beneficioso para los pacientes jóvenes que afrontarían múltiples recambios a lo largo de su vida.

El diseño del nuevo marcapasos y su nanogenerador

Para hacer realidad esta prometedora tecnología, el equipo supervisado por el profesor Xudong Wang limitó las dimensiones de su creación para que encajara exactamente en el compartimento de la pila de los modelos sin cables actuales, manteniendo intacto el tamaño total. Al latir el músculo, este marcapasos acciona en su interior unos innovadores nanogeneradores triboeléctricos oscilantes. Sus diminutas placas de electrodos, dotadas de recubrimientos con cargas opuestas (cobre y película de etileno propileno fluorado), se acercan y separan constantemente, generando la electricidad necesaria para cargar un pequeño condensador integrado.

Tal y como señalan los expertos, el verdadero reto técnico no era solo producir energía, sino lograr una alta densidad de potencia en un volumen lo suficientemente pequeño. Tras mucho ensayo y error para equilibrar estabilidad y flexibilidad mecánica, las pruebas de laboratorio demostraron una generación asombrosa de 276,6 microvatios por centímetro cúbico, una cifra muy superior a alternativas previas. Para ir más allá de la teoría, los científicos probaron con éxito dicho marcapasos implantando un prototipo en el corazón de un cerdo durante un mes, demostrando una perfecta biocompatibilidad y logrando estimular el corazón sin causar reacciones adversas.

Próximos pasos hacia los ensayos clínicos en humanos

A pesar de que el sistema oscilador es económico de producir y mecánicamente robusto como para soportar millones de oscilaciones, su comercialización definitiva todavía llevará años. Aún quedan algunos retos complejos por superar. Durante las pruebas in vivo, se observó que el tejido cardíaco funciona como un sustrato blando que amortigua el movimiento mecánico del nanogenerador, por lo que no se alcanzó el mismo pico de potencia que en el laboratorio. Por consiguiente, la versión final de este marcapasos requerirá nuevos ajustes e investigaciones interdisciplinares antes de estar plenamente preparada para los ensayos clínicos en humanos, acercando a la medicina moderna al anhelado objetivo de los implantes perpetuos.