Desarrollan un sistema para evaluar el material de válvulas cardiacas

Es un sistema optomecánico para caracterizar materiales suaves y tejidos biológicos

Patricia López.- Los investigadores mexicanos Francisco Sánchez Arévalo y Juan Hernández Cordero crearon  un sistema optomecánico único en su tipo, para evaluar materiales suaves y tejidos biológicos como el pericardio bovino con el que producen válvulas cardiacas.

Este sistema, que incluye una metodología propia que conjunta a la óptica y a la mecánica, cuenta desde noviembre pasado con patente nacional y está listo para su explotación comercial.

Sánchez Arévalo explicó que se trata de un probador mecánico para ensayos de tracción uniaxial, al cual se le adicionaron técnicas ópticas en colaboración con los expertos universitarios Juan Hernández Cordero, Natanael Cuando Espitia y Celso Briones.

El sistema se hizo a la medida de un experimento, pequeño, para medir las características de tejido biológico en el Instituto de Investigaciones en Materiales de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

El pericardio bovino es el saco que rodea al corazón de vacas y toros. Es un tejido biológico formado esencialmente por elastina y colágeno. En los humanos sirve para hacer reemplazos de válvulas cardiacas.

Previamente a su utilización para fabricar estas bioprótesis, al pericardio se le realiza un proceso químico con base en glutaraldehído, el cual permite fijar el tejido y evitar su descomposición. Esta sustancia causa un entrecruzamiento de las cadenas de colágeno, modificando sus propiedades mecánicas.

“Estudiamos el pericardio bovino- explicó Sánchez Arévalo- para caracterizar estas propiedades, conocer cómo responde a distintas cargas, pues lo están usando en implantes de válvulas cardiacas. Necesitábamos responder a las preguntas de cuánto resiste, qué problemas puede presentar, pues puede ocurrir alguna calcificación que modifica sus propiedades mecánicas, y esto a su vez tiende a que las válvulas cardiacas fallen”.

Los beneficios de una bioprótesis fabricada con pericardio bovino son que su hemodinámica es parecida a la de una válvula cardiaca humana y se evita el uso de anticoagulantes. Pero el problema es que hay que reemplazarla aproximadamente a los 10 años. Por eso, es ideal para pacientes de la tercera edad.

“Las válvulas cardiacas de origen bovino ya se hacen en el Instituto Nacional de Cardiología; lo que nuestro equipo ofrece es un alternativa para la evaluación de la respuesta mecánica del tejido biológico; lo que ayudaría a la selección del pericardio bovino para mejorar el desempeño y durabilidad de las válvulas”, aclaró Sánchez Arévalo.

“Los probadores comerciales son muy grandes y desarrollamos uno especial para esta valoración, para responder a preguntas específicas de los médicos sobre este material”.

Aunque estas válvulas cardiacas ya se usan, se hacen de manera empírica y a veces funcionan y otras no. Para contestar cuestiones específicas sobre distintos desempeños del material se diseñó este sistema. La caracterización de las propiedades mecánicas del material se logró con este desarrollo tecnológico.

“También nos interesaba conocer un poco más de los materiales y hacer pruebas que no entraran en contacto con el material para no afectarlo y ver qué pasa cuando se deforma”, mencionó Hernández Cordero por su parte.

Por eso, se les ocurrió hacer ensayos ópticos mediante un sistema que deforma mecánicamente el material, pero la respuesta de éste a esas deformaciones se registra de manera óptica.

“Incorporamos una prueba para que el mismo material sirviera para emitir luz láser. Añadimos tintes orgánicos en el tejido, y cuando se ilumina con luz, el mismo tejido emite luz láser. Luego analizamos el espectro luminoso que genera el material y con eso inferimos las propiedades mecánicas cuando se está deformando”, detalló Sánchez Arévalo.

La parte óptica da información única y “no tenemos conocimiento de algo similar”, apuntaron ambos expertos.

Finalmente, Sánchez Arévalo dijo que los interesados en obtener esta tecnología son las industrias que quieran desarrollar prótesis con este tipo de materiales; otras empresas que podrían interesarse son aquellas que fabrican guantes de látex, para pruebas en control de calidad, y también puede servir para evaluar la resistencia de bolsas de plástico y otros polietilenos, entre otros.