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Réplicas robóticas blandas de corazón específicas de cada paciente para la planificación del tratamiento

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Investigadores del MIT han desarrollado réplicas de corazones robóticos blandos que se asemejan mucho a la anatomía de las personas reales.

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Los investigadores utilizaron imágenes médicas de corazones de pacientes para construir modelos informáticos aptos para la impresión en 3D. Una vez impresos con un material blando, los modelos de corazón específicos para cada paciente pueden accionarse mediante manguitos inflables externos, al estilo de los manguitos de presión arterial, lo que permite al equipo igualar los parámetros de flujo sanguíneo y presión del corazón original. Estos modelos permiten a los médicos modelizar con precisión la anatomía, fisiología y mecánica cardiacas de un paciente concreto y probar los efectos de diversas intervenciones terapéuticas sobre estos parámetros. Hasta ahora, los investigadores han demostrado que las construcciones pueden modelar con precisión la estenosis aórtica y las intervenciones terapéuticas, incluida la colocación de una válvula aórtica para ensanchar la aorta.

Aunque la anatomía macroscópica es en cierto modo una disciplina fosilizada, ya que las principales estructuras de nuestro cuerpo están descritas y catalogadas desde hace mucho tiempo, nuestra anatomía puede variar enormemente de una persona a otra. Podemos aceptar esta diversidad, pero puede ser un quebradero de cabeza para los médicos que tienen que diseñar tratamientos para los pacientes, incluidos los que tratan afecciones cardiacas. Estos problemas han inspirado a los investigadores del MIT a crear un modelo del corazón de una persona y utilizarlo para determinar el mejor tratamiento en función de su anatomía.

"Todos los corazones son diferentes", afirma Luca Rosalia, investigador del estudio. "Hay variaciones enormes, sobre todo cuando los pacientes están enfermos. La ventaja de nuestro sistema es que podemos recrear no sólo la forma del corazón de un paciente, sino también su función tanto en la fisiología como en la enfermedad."

El método comienza con un escáner médico del corazón de un paciente, que luego se convierte en un modelo informático en 3D. A continuación, los investigadores pueden imprimir en 3D este modelo utilizando una tinta de polímero que da lugar a una construcción blanda y flexible que se ajusta con precisión a la anatomía del paciente. Los modelos también pueden incluir vasos sanguíneos cercanos, como la aorta, lo que permite a los médicos modelizar la enfermedad aórtica.

A continuación, los investigadores añaden al modelo manguitos inflables que permiten accionarlo con gran precisión. También pueden añadir un manguito para contraer la aorta impresa e imitar la estenosis aórtica. Cuando se añade líquido al sistema, el modelo puede bombearlo y, con un pequeño ajuste, los investigadores pueden igualar los parámetros de flujo sanguíneo y presión del paciente original.

Los investigadores esperan que esta técnica permita a los médicos optimizar las intervenciones antes de iniciarlas. Por ejemplo, podrían probar a colocar varias válvulas aórticas sintéticas para encontrar la que mejor se adapte y tenga los resultados más beneficiosos.

"Poder ajustar los flujos y presiones de los pacientes fue muy alentador", afirma Ellen Roche, otra de las investigadoras que participan en el estudio. "No sólo estamos imprimiendo la anatomía del corazón, sino también replicando su mecánica y su fisiología. Esa es la parte que nos entusiasma"