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Válvulas cardíacas listas para usar

La ingeniería de tejidos está abriéndose camino en el desarrollo de prótesis. El proyecto IMAVALVE desarrolló una novedosa tecnología con disponibilidad directa en el mercado a un precio inferior para satisfacer la creciente necesidad clínica de válvulas cardíacas artificiales.
Válvulas cardíacas listas para usar
Las prótesis de válvulas cardíacas actuales mejoran la supervivencia y la calidad de vida, pero entre un 30 y un 35 % de los pacientes sufren problemas asociados a ellas en los diez años siguientes a su implantación. Esto a menudo se traduce en una elevada morbilidad asociada con la válvula y en la necesidad de nuevas operaciones.

La ingeniería de tejidos cardiovasculares está avanzando rápidamente hacia enfoques «in situ», en los que el material biológico implantado induce la regeneración directamente en la zona funcional. El enfoque se basa en la idea de que es posible controlar la respuesta inflamatoria para la regeneración de los tejidos. El material biológico implantado crea el microentorno adecuado para fomentar la interacción entre las células inmunitarias, las células madre/progenitoras y las células de los tejidos, mientras que con el tiempo se reabsorbe en una estructura que puede repararse, remodelarse y crecer.

Dada la complejidad del tejido cardiovascular, el reto es diseñar un material biológico con propiedades inmunomoduladoras capaces de favorecer la nueva formación de tejidos. El proyecto financiado con fondos europeos IMAVALVE se propuso abordar esta cuestión desarrollando materiales inteligentes que puedan transformarse en una novedosa válvula cardíaca sintética. La implantación de la nueva válvula se realiza mediante un procedimiento transcatéter mínimamente invasivo que elimina la necesidad de una cirugía a corazón abierto. «La idea era desarrollar un material biológico que pueda transformarse gradualmente en una válvula aórtica funcional y duradera en el cuerpo del paciente», explica el responsable del proyecto Laurens Schrijnemakers.

Nuevos materiales inteligentes

Durante el proyecto, los investigadores diseñaron y caracterizaron diversos materiales poliméricos, así como materiales de tipo gel hidratado. El objetivo era combinar un material elastomérico de degradación relativamente lenta con un material en hidrogel bioactivo de rápida degradación. El primero garantiza la funcionalidad a largo plazo de la válvula y favorece la formación de tejido maduro, mientras que el hidrogel controla la respuesta inflamatoria inicial. Los materiales escogidos presentaban diversas ventajas, tales como la biocompatibilidad y la capacidad de ajuste en cuanto a elasticidad, rigidez y resistencia.

Los esfuerzos también se centraron en desarrollar una comprensión del mecanismo de respuesta al material biológico por parte del receptor humano. Los investigadores comprobaron, en particular, el efecto de una selección de moléculas bioactivas en la respuesta del receptor y la consiguiente formación temprana de tejidos. Incorporaron péptidos que pueden captar los macrófagos del paciente y estimularlos para la formación de tejidos.

Además, el consorcio integró los conocimientos sobre la señalización de las células cardiovasculares en respuesta a indicaciones mecánicas en un modelo informático y lo utilizó para predecir el crecimiento y remodelación de la válvula cardíaca. Con este modelo, descubrieron que el estrés mecánico constituía un factor esencial para el crecimiento de las válvulas y la remodelación con la edad. Además, las simulaciones informáticas de válvulas cardíacas de ingeniería de tejidos permitieron a los científicos predecir el rendimiento «in vivo» de las estructuras implantadas.

Hacia una sustitución de válvulas más eficiente

Empleando un sistema de suministro por catéter desarrollado durante el proyecto, el consorcio llevó a cabo un estudio «in vivo» de prueba de concepto para evaluar la manipulación intraoperativa y el despliegue de la válvula. Aunque están pendientes los estudios clínicos, el doctor Schrijnemakers prevé que: «El consorcio debe llevar a cabo una serie de estudios "in vitro" y preclínicos para comprobar la seguridad y la durabilidad de la válvula en una amplia gama de condiciones».

Teniendo en cuenta que la sustitución de válvulas es una intervención común, realizándose más de 300 000 sustituciones al año en el mundo, la tecnología IMAVALVE constituirá una importante alternativa a los enfoques existentes. Su capacidad de crecer y adaptarse a las demandas funcionales cardíacas supera las limitaciones asociadas con las válvulas protésicas actuales y hace que sean adecuadas también para pacientes jóvenes. Cabe destacar que la facilidad de implantación constituye una ventaja considerable, dado que evita la necesidad de cirugía, mejorando así la calidad de vida del paciente y reduciendo los gastos de asistencia sanitaria.

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Palabras clave

IMAVALVE, válvula cardíaca, material biológico, ingeniería de tejidos, polímero
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