El dispositivo, desarrollado por investigadores de Carnegie Mellon y Advanced Respiratory Technologies, oxigena la sangre fuera del cuerpo sin ventilación mecánica y podría llegar a hospitales en los próximos 18 a 24 meses.
Investigadores de la Carnegie Mellon University (CMU) desarrollaron un sistema de asistencia pulmonar que podría transformar el tratamiento de enfermedades pulmonares crónicas, una condición para la que hasta ahora no existía un dispositivo de soporte a largo plazo equivalente al corazón artificial o la diálisis renal. La tecnología fue desarrollada por Advanced Respiratory Technologies (ART), empresa derivada de CMU, y aún requiere la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA), aunque el equipo prevé llevarla a hospitales en un plazo de 18 a 24 meses.
“Si tienes una enfermedad cardíaca crónica o insuficiencia cardíaca, puedes recibir un corazón artificial o un dispositivo de asistencia ventricular. Si tienes enfermedad renal crónica, puedes someterte a diálisis. Para los pulmones no había absolutamente nada hasta ahora”, Keith Cook, director del Departamento de Ingeniería Biomédica de CMU y fundador y director de estrategia de ART.
A diferencia de la ventilación mecánica convencional, que introduce aire a presión positiva en los pulmones, el dispositivo de ART trabaja exclusivamente sobre la circulación sanguínea. A través de tubos insertados en el cuello o el pecho del paciente, extrae sangre del cuerpo, elimina el dióxido de carbono, la oxigena en un dispositivo externo y la devuelve al organismo. El proceso no requiere sedación, lo que permite al paciente estar completamente despierto, alimentarse por cuenta propia y moverse con autonomía.
“Estamos enfocados en crear un dispositivo altamente portátil y altamente compatible con la sangre. La combinación de ambas características nos permite tratar a estos pacientes de una manera mucho más simple. Nuestro objetivo a largo plazo es utilizar este dispositivo como alternativa al trasplante de pulmón”, señaló David Skoog, director científico y cofundador de ART.
Uno de los principales desafíos técnicos fue evitar que la sangre coagulara al entrar en contacto con los materiales artificiales del dispositivo. Para resolverlo, el equipo redujo al mínimo la superficie de contacto y desarrolló un recubrimiento bioingenierado que provoca una reacción química similar a la del agua, inhibiendo la formación de coágulos.
“Durante muchos años los investigadores creyeron que habría una sola tecnología que resolvería todo. Pero hemos abandonado ese concepto. No creemos que exista una solución mágica, pero sí que si se combinan múltiples tecnologías, el efecto positivo sobre la formación de coágulos será mayor. Y eso es exactamente lo que ocurrió”, Cook.
El proyecto ha recibido 24 millones de dólares en financiamiento federal del Departamento de Defensa, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) y los Institutos Nacionales de Salud (NIH, en inglés), en parte debido a su potencial para tratar a veteranos militares, quienes presentan tasas más altas de enfermedad pulmonar crónica, y a soldados heridos en combate que requieren soporte vital portátil en el campo de batalla. Este año, ART se incorporó al programa LifeX Accelerator, con sede en Pittsburgh, orientado a fortalecer la preparación comercial de empresas emergentes en ciencias de la vida.
Según la Asociación Americana del Pulmón, en 2020 se registraron más de 335,000 hospitalizaciones en Estados Unidos atribuibles a la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), que agrupa condiciones como el enfisema y la bronquitis. Para muchos de estos pacientes, que no son candidatos a trasplante, el dispositivo representaría la primera opción de soporte de largo plazo disponible.
