Come limitare gli effetti collaterali del cuore artificiale?

È possibile minimizzare gli effetti collaterali legati all’impianto di un cuore artificiale ispirandosi alla natura? CorWave, una giovane start-up francese, scommette proprio su questa idea, sviluppando una pompa cardiaca caratterizzata da un design ispirato al movimento tipico degli animali marini.

Già nel 2014, il numero stimato di individui affetti da insufficienza cardiaca ammontava a circa 26 milioni. La causa di questa patologia è l’indebolimento del muscolo cardiaco che perde (più o meno parzialmente) la propria contrattilità, limitando il volume di sangue in uscita dal cuore e di conseguenza impedendo la corretta perfusione degli organi vitali. Il trapianto di cuore è ad oggi il gold strandard per il trattamento dell’insufficienza cardiaca. Una pratica, questa, limitata dalle lunghe liste d’attesa e dal rigetto del cuore trapiantato, scatenato dal sistema immunitario del ricevente.

I Left Ventricular Assist Devices (LVAD) rappresentano una speranza per quei pazienti non eleggibili per un trapianto di cuore. Gli LVAD sono delle pompe impiantabili, installate tra il ventricolo sinistro e l’aorta, che permettono di restaurare il volume di eiezione fisiologico del sangue. Gli LVAD più ampiamente utilizzati si basano su una tecnologia che sfrutta un propulsore rotativo a levitazione magnetica. Questa tecnologia genera un flusso di tipo continuo differente da quello fisiologico, che è invece di tipo pulsatile. Diversi studi sottolineano come gli LVAD a flusso continuo, pur essendo sicuri e duraturi, possano comunque portare ad una serie di complicazioni per il paziente durante un supporto a lungo termine, tra le quali sanguinamenti gastrointestinali, malformazioni arterovenose, emolisi, formazione di trombi ed insufficienza aortica.

Il cuore artificiale dal design bioispirato che intende rompere con la tradizione

Al fine di superare queste problematiche, CorWave propone un design innovativo che prende le distanze dalle classiche pompe rotative: sfruttare una membrana biomimetica ispirata alle creature marine. Quest’ultime infatti, attraverso il loro movimento ondulatorio, riescono efficacemente a spostare la massa fluida, generando una forza propulsiva che permette loro di spostarsi agilmente attraverso il fluido nel quale sono immerse. La pompa in questione capovolge questa interazione solido-fluido: una membrana polimerica fissata ad un attuatore elettromagnetico viene messa in oscillazione ad una determinata frequenza propellendo dunque il sangue.

CorWave è pronta a scommettere sulla sua singolare tecnologia per riprodurre fedelmente il flusso fisiologico del cuore nativo, sia in termini di velocità di flusso sia in termini di pulsatilità. Il flusso in prossimità della membrana ha una velocità di circa 1-2 m/s, contro una velocità di circa 5 m/s nelle pompe rotative. Una più bassa velocità di flusso permette di limitare gli sforzi di taglio esercitati sui globuli rossi e le altre componenti del sangue. La membrana è inoltre capace di ricreare efficentemente la pulsatilità del cuore nativo grazie alla sua bassa inerzia, la quale permette di passare da una frequenza di attivazione ad un’altra (e quindi da un valore di flusso ad un altro) con un tempo di risposta istantaneo. Questo tipo di controllo sarebbe molto più problematico da attuare su un propeller rotativo a causa della sua più alta inerzia.

CorWave ha recentemente annunciato di aver completato con successo il suo primo studio di impianto pre-clinico di 60 giorni in vivo.

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