Hacia la solución para la coartación aórtica infantil

La coartación aórtica es un estrechamiento anormal de la aorta, arteria principal de nuestro cuerpo: un tipo de lesión crónica que se presenta en recién nacidos y que, si no se trata, puede derivar en otros problemas de salud en el paciente, a corto o largo plazo, como insuficiencia renal o cardíaca. El tratamiento de esta enfermedad se puede llevar a cabo desde dos enfoques: la cirugía a corazón abierto, o la implantación de un stent endovascular, siendo necesarias frecuentes reintervenciones quirúrgicas.

Esta lesión aórtica se da ocasionalmente en recién nacidos, debido a una falta de madurez de las células germinales que permanecen en tamaño fetal, dejando una arteria estrecha y endurecida. Al tratarse de una enfermedad pediátrica, las arterias infantiles son muy pequeñas, así como los stents, de forma que cuando el niño crece, y su aorta también, los stents implantados se quedan pequeños. Al no poder seguir el ritmo de crecimiento del niño, se requieren diversas reintervenciones y aperturas frecuentes del stent.

En este contexto, surge el proyecto Polycoarct, que tiene como objetivo diseñar y desarrollar nuevos stents poliméricos adaptados a las necesidades de crecimiento arterial de los niños afectados por coartación aórtica, reduciendo o evitando así nuevas intervenciones quirúrgicas.

El proyecto lo llevan a cabo un grupo de investigación liderado por el Dr. Jordi Martorell del Grupo de Ingeniería Vascular y Biomedicina Aplicada (GEVAB) del Instituto Químico de Sarrià (IQS); con la participación de la Dra. Mercedes Balcells (investigadora del Centro Harvard-MIT de Ingeniería Biomédica en Estados Unidos, y del GEVAB) y del Dr. Jose J. Molins, del mismo grupo GEVAB; del Dr. Andrés García, del Grupo de Ingeniería de Productos Industriales (GEPI) del IQS; y de la investigadora Marta Pegueroles, del grupo de investigación en Biomateriales, Biomecánica e Ingeniería de Tejidos (BBT) –expertos en el desarrollo de biomateriales para aplicaciones cardiovasculares– y profesora en la Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE) de la Universidad Politécnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC).

Se trata de un ambicioso proyecto que solo se puede abordar desde una perspectiva multidisciplinaria, con aportaciones de ingeniería, química, ciencia de materiales, biología vascular y medicina. Por esta razón, la colaboración a tres bandas entre el IQS, el MIT y la UPC es esencial para conseguir el éxito. Además, el proyecto cuenta con el soporte externo del Hospital Sant Joan de Déu en Esplugues de Llobregat (Barcelona) y del Hospital Pediátrico de Boston en Estados Unidos.

Un stent. (Imagen: UPC)

Desde su experiencia, los investigadores del IQS crearán una plataforma CAD-CAM para replicar diferentes tipos de coartación y diseñar e imprimir por fabricación aditiva (3D) stents con un diseño auxético que se ajusten a su geometría. Un material auxético es aquel que presenta un coeficiente de Poisson negativo, lo que implica que, al producir una tracción en una dirección, la sección perpendicular del material aumenta.

Por parte de la UPC, se desarrollará una alternativa a los stents auxéticos, en concreto, unos stents poliméricos degradables con memoria de forma, con técnicas de impresión 3D. Los polímeros con memoria de forma son capaces de cambiar su forma física en respuesta a un estímulo externo, como la temperatura del cuerpo, debido a un cambio estructural. Se desarrollarán también recubrimientos que promuevan la reendotelización –acelerando el recubrimiento de la superficie del stent de células edonteliales, claves para evitar trombosis–, facilitando la integración del mismo en la arteria, para más tarde degradarse.

Asimismo, se comprobará que los nuevos stents sean biocompatibles y la respuesta biológica in vivo de los stents más prometedores se realizará en un modelo animal de coartacion aórtica. (Fuente: UPC)