Los ingenieros del UCSD proponen la nueva cirugía de corazón del único-ventrículo para los niños

Los ingenieros en la Universidad de California, San Diego, están proponiendo una nueva intervención quirúrgica para los niños nacidos con un único ventrículo en su corazón--en vez de los dos usuales. La nueva aproximación potencialmente reduciría el número de cirugías que los pacientes tienen que experimentar en los primeros seis meses de la vida a partir del dos a apenas una. Si es acertada, también crearía un circuito más estable para que la sangre fluya del corazón a los pulmones y del descanso de la carrocería dentro de los primeros días y meses de la vida.

Los ingenieros ejecutaron las simulaciones por ordenador de la cirugía y encontrado le reduciría la carga de trabajo en el corazón del paciente cerca tanto como medio. También aumentaría el flujo de sangre a los pulmones y aumentar la cantidad de oxígeno que la carrocería recibe.

La cirugía introduciría un cambio radical en la manera que tratan a los niños con un único ventrículo. Actualmente, experimentan tres cirugías por la edad tres. Privan del oxígeno, que hace que su piel gira el azul, y requieren a los bebés nacidos con un único ventrículo seriamente la intervención médica inmediata.

El grupo de investigación, llevado por Alison Marsden, un profesor de la ingeniería industrial, está trabajando en colaboración con los Tain-Yenes cardiothoracic Hsia del cirujano, del gran hospital de la calle de Ormond para los niños y el instituto de UCL de la ciencia cardiovascular en Londres. Denunciaron sus conclusión en una aplicación de octubre el gorrón de la cirugía torácica y cardiovascular.

“Incluso cuando las cirugías son acertadas, estos bebés viven con una circulación que muy esté gravando en la una bomba del corazón que tienen,” el Dr. Hsia dijeron. “Tan hay una necesidad de encontrar una mejor solución.”

La primera cirugía se realiza en los primeros días de vida e instala un pequeño tubo de GoreTex para conectar las arterias pulmonares con un vaso sanguíneo de la aorta. Que la derivación de 3,5 milímetros se convierte en la única fuente de la sangre a los pulmones de los niños--esencialmente su solamente fuente del oxígeno. Hay una tasa de mortalidad del 30 por ciento asociada a esta cirugía.

Entre 3 a 6 meses, los cirujanos quitan la derivación y conectan la vena cava superior con la arteria pulmonar. En ese escenario, la mitad del flujo de sangre necesario para la oxigenación pasa a través de este circuito creado por los médicos.

Aproximadamente la edad 3, una tercera cirugía, llamó un Fontan, conecta la vena cava inferior y superior con las arterias pulmonares, generalmente en una configuración T-dada forma. La experiencia ha mostrado que saltando directamente al segundo paso demasiado temprano en la vida del niño, sin dar un plazo de la suficiente hora para que los pacientes crezcan, dio lugar a los regímenes de fatalidad muy altos para los pacientes pediátricos.

Los ingenieros están proponiendo combinar los primeros y segundos pasos de la cirugía, con una pequeña modificación. Proponen hacer la derivación, fijar ligeramente, entran la vena cava superior, mientras que también conectan la vena cava superior con las arterias pulmonares.

Esto crearía qué se sabe en los mecánicos flúidos como bomba de eyector. La derivación fijada crea qué se llama un efecto de Venturi, impulsando una corriente de baja presión del flujo con una inyección de una corriente de alta presión del flujo y causando la velocidad del flujo de sangre al aumento. “Aserramos al hilo que es nuestro trabajo como ingenieros proponer las ideas que representan fuera de la caja que piensa,” Marsden dijo. “Éste es un ejemplo clásico de la traslación interdisciplinaria de ideas de las áreas tradicionales de la ingeniería que pueden ayudar a perfeccionar atención a los pacientes.” La idea originada con Mahdi Esmaily-Moghadam, que era un estudiante del Ph.D. en el laboratorio de Marsden y ahora es investigador postdoctoral en la Universidad de Stanford.

La derivación se podría cerrar más adelante, cuando la circulación perfecciona, vía un catéter--un procedimiento mucho menos invasor. Los investigadores llaman la cirugía propuesta un Glenn bidireccional ayudado. Están trabajando con los experimentalists en la universidad de Clemson, que han construido un modelo del silicio para simular la cirugía en el laboratorio. Los resultados preliminares son encouraging. El paso siguiente será probablemente intentar esta cirugía en un modelo de las ovejas.

Marsden y su grupo no son ningún extranjero a proponer los nuevos diseños para la cirugía de corazón pediátrica. En 2009, ella y los colegas propusieron un diseño en forma de Y por encargo para la cirugía de Fontan, bastante que la conexión T-dada forma tradicional usada. En 2010-11, seis pacientes experimentaron una cirugía del Y-injerto en la Universidad de Stanford.

En marzo y septiembre de este año, Marsden y sus co-autores en Stanford publicaron dos papeles que evaluaban los resultados de las cirugías. Los seis pacientes eran activos y que hacían bien, dado su condición. Un paciente había desarrollado un coágulo de sangre en uno de los brazos del Y-injerto, pero ése no ha afectado la salud de niño. Los investigadores también encontraron que el Y-injerto redujo pérdidas de energía en el flujo de sangre y distribuyeron el flujo de sangre más uniformemente a ambos pulmones.

Para crear simulaciones, las personas de Marsden utilizan SimVascular (simvascular.org). Su grupo y un grupo de investigadores en Uc Berkeley recibieron una concesión $1 millones del National Science Foundation para hacer la fuente verdaderamente abierta del software y accesible a los investigadores y a los médicos por todo el mundo.

“Es el único software libre que da a investigadores una tubería completa para ir de la proyección de imagen médica de los pacientes a un modelo 3D de la vasculatura que permite que los investigadores analicen y que predigan la deformación escarpada de la tensión y de la pared con [un método de cómputo llamado] análisis de elemento finito,” Marsden dijo. Marsden y sus colegas esperan que SimVascular se pueda utilizar en el futuro para afectar una amplia gama de cirugías y de dispositivos cardiovasculares en niños y adultos.