El marcapasos más pequeño del mundo

Desde su invención, los marcapasos han sido una pieza clave en la medicina, asegurando que millones de corazones sigan latiendo al ritmo adecuado.

Lo que comenzó en los años 50 con el primer marcapasos del mundo —una máquina externa y voluminosa, con tubos de vacío— ha evolucionado de formas sorprendentes. Ahora, un grupo de investigadores ha dado un paso más allá: han desarollado un marcapasos tan diminuto que cabe en la punta de una jeringa y puede inyectarse directamente en el paciente.

Pero su tamaño no es lo único revolucionario. Este dispositivo se activa con luz infrarroja, se disuelve cuando ya no se necesita y genera su propia energía utilizando los fluidos del cuerpo. ¡Un avance impresionante para un aparato que mide apenas 3,5 milímetros de largo!

Una breve historia de los marcapasos

El corazón late gracias a señales eléctricas naturales, pero cuando estas fallan, un marcapasos puede tomar el control. Desde la bradicardia, donde el corazón late demasiado lento, hasta las arritmias que alteran su ritmo, estos dispositivos han sido una solución esencial durante décadas.

El primer marcapasos implantable nació en 1958, pero su batería apenas duraba unas horas. Fue un descubrimiento accidental el que llevó, poco después, al primer implante de larga duración en 1960.

En los años 70, la llegada de las baterías de litio permitió que estos dispositivos fueran más duraderos, y desde entonces han seguido evolucionando, volviéndose cada vez más pequeños, eficientes y confiables.

La necesidad de marcapasos temporales

En muchos casos, las alteraciones del ritmo cardíaco no son permanentes. Infecciones, insuficiencia cardíaca o cirugías pueden afectar temporalmente el corazón, lo que hace necesario un marcapasos transitorio.

Sin embargo, implantarlos no es sencillo. Los modelos tradicionales requieren cirugía a corazón abierto, donde se cosen electrodos directamente al músculo cardíaco.

Estos cables sobresalen del cuerpo y se conectan a un marcapasos externo, un procedimiento que no está exento de riesgos. Pueden producirse infecciones, tejido cicatricial y, en el peor de los casos, daño al músculo cardíaco cuando se retiran los cables.

El caso especial de los corazones de recién nacidos

Si implantar un marcapasos ya es complicado, imagina hacerlo en un corazón del tamaño de una nuez. Las cardiopatías congénitas afectan al 1% de los recién nacidos y, en muchos casos, requieren cirugía.

Durante la primera semana tras la operación, estos pequeños corazones, de no más de 3 o 4 cm de largo, necesitan el apoyo de un marcapasos temporal.

Fue precisamente en este contexto que un equipo de investigadores de la Universidad Northwestern se propuso crear un dispositivo que redujera la carga sobre el cuerpo y minimizara la intervención quirúrgica.

Medicina electrónica bioabsorbible – un concepto pionero

El equipo de Northwestern fueron pioneros en el concepto novedoso de medicina electrónica bioabsorbible —electrónica que se disuelve de forma inofensiva en el cuerpo una vez cumplida su función terapéutica— marcado un hito en 2018 con el desarrollo de un implante de estimulación eléctrica biodegradable para la regeneración nerviosa.

Luego, en 2021, presentaron un marcapasos bioabsorbible completamente inalámbrico, que utilizaba radiofrecuencias para controlar su funcionamiento, y fui publicado en Nature Biotechnology.

El siguiente reto era claro: hacerlo aún más pequeño.

El desafío de la miniaturización

¿Cómo lograron reducirlo al tamaño a el de un grano de arroz?

Primero, reemplazaron la radiofrecuencia con un sistema basado en luz. En lugar de componentes integrados voluminosos, el dispositivo usa un LED que emite pulsos de luz infrarroja cuando detecta un latido irregular. Esta luz atraviesa el tejido de manera segura y estimula el corazón a latir con normalidad.

El otro avance revolucionario fue la batería: en lugar de usar una convencional, el dispositivo aprovecha los biofluidos del cuerpo para generar electricidad mediante una celda galvánica. Mientras tanto, los componentes externos se alojan en un parche flexible sobre el pecho del paciente.

Estos avances permitieron crear un marcapasos tan pequeño que puede inyectarse con una jeringa o insertarse mediante cirugía endovascular. Y lo más impresionante: una vez que el paciente ya no lo necesita, el dispositivo se disuelve por completo en el cuerpo.

Perspectivas futuras

Los ensayos en modelos animales y corazones humanos de donantes han sido prometedores, pero este avance no se detiene en los marcapasos.

Los investigadores creen que esta tecnología podría combinarse con otras, como reemplazos de válvulas cardíacas, o incluso aplicarse a la regeneración de nervios, huesos y tejidos.

Un marcapasos del tamaño de un grano de arroz que desaparece cuando ya no es necesario… ¿Quién hubiera imaginado algo así hace unas décadas?