Nuevo sistema de implantación de parches endovasculares

La disección aórtica (DA) es uno de los acontecimientos más catastróficos que se pueden producir en esta arteria, en la cual la capa interna de la aorta se desgarra, dejando que la sangre fluya a través. A pesar de que puede tener consecuencias fatales, sobre todo si progresa de manera aguda o si rompe la pared externa de la aorta, es una de las enfermedades cardiovasculares a las que menos dedicación se les ha dado. Las soluciones actuales no están pensadas para tratamientos de disecciones, sino para los aneurismas aórticos y, cuando las condiciones permiten una reparación endovascular, esta se lleva a cabo mediante una endoprótesis que tapa la sección dañada, pero que no se ajusta plenamente a la pared aórtica, ni geométricamente ni biomecánicamente.

Desde el grupo GEVAB de IQS, se ha ideado un nuevo tratamiento de la DA mediante la colocación sobre la entrada de la disección de un parche flexible y bio-reabsorbible, fabricado específicamente para imitar el entorno biomecánico de una aorta sana, sin afectar a las condiciones iniciales de flujo sanguíneo y presión. Al tratarse de un sistema nuevo, resultaba necesario diseñar un sistema específico de entrega y aplicación del parche, para poder tapar completamente todo el perímetro de la disección, de forma mínimamente invasiva y conservando la calidad inicial del parche.

Es en este entorno donde el Dr. Alejandro Aranda Gil ha defendido su tesis doctoral, realizada en el Departamento de Ingeniería Industrial de IQS bajo el título Creación de un sistema de entrega para la implantación de parches endovasculares. La tesis ha sido codirigida por el Dr. Jordi Martorell López del Grupo de Ingeniería Vascular y Biomedicina Aplicada – GEVAB y por el Dr. Andrés A. García Granada del Grupo de Ingeniería de Productos Industriales – GEPI.

Así, el objetivo principal de esta tesis ha sido diseñar y fabricar un nuevo sistema capaz de implantar el parche en el interior de una aorta humana, un sistema que incluye un catéter guía, un catéter transportador y el desplegador del parche, todo ello desde un exhaustivo estudio del estado del arte de técnicas de fabricación de dispositivos médicos.

El sistema diseñado cumple con una serie de requisitos esenciales, como son: poder navegar a través de la arteria femoral y alcanzar la aorta (dos arterias que tienen dimensiones muy diferentes), para lograr la deflexión en esta y disponer de espacio suficiente para desplegar el parche; evitar el contacto del parche con la sangre (para garantizar el sellado) e implantar el parche de forma homogénea.

Un nuevo sistema de implantación endovascular

Para definir la forma del desplegador, el Dr. Aranda realizó diversas iteraciones de diseño con múltiples patrones, medidas y configuraciones, hasta obtener aquel que consiguió plegar el parche en un orificio de diámetro mínimo, desplegarlo en el espacio disponible e implantar el parche en la pared del vaso sanguíneo, aplicando una presión homogénea en toda la superficie. Para probar y demostrar todas estas funciones, se llevaron a cabo ensayos ex vivo y ensayos in vivo, con modelos porcinos. Para llevar a cabo los primeros, se diseñó un sistema PAM – Pressure Applied Machine, para poder testar y analizar los parámetros mecánicos de implantación. Las características de la forma definitiva del desplegador, así como las múltiples familias de formas posibles, han sido patentadas.

Por lo que se refiere al catéter guiador y al portador, se ha conseguido un sistema capaz de navegar de forma endovascular por el interior de las arterias y llevar el desplegador a su destino, orientarlo hacia la entrada de la disección y mantenerlo en la posición correcta hasta la implantación definitiva del parche. En este caso, se realizaron diversas iteraciones de las construcciones de ambos catéteres, hasta conseguir un balance entre el volumen mínimo necesario para plegar el parche y el espacio disponible para desplegarlo.

Para comprobar la correcta implantación del parche mediante este nuevo dispositivo, el Dr. Aranda utilizó un prototipo de aorta obtenido por fabricación aditiva. Así mismo, empleó un modelo cadavérico y un modelo ex vivo, desarrollados específicamente para esta finalidad, el primero en colaboración con la Facultad de Medicina de la UB, y el segundo en colaboración con LifeTec Group, de Eindhoven.

Con esta tesis, el Dr. Alex Aranda ha mostrado, una vez más, como la investigación multidisciplinar es fundamental para llevar a cabo el desarrollo de tecnologías y de dispositivos tan innovadores como este nuevo sistema de implantación endovascular, con el potencial de salvar la vida a pacientes con enfermedades aórticas.

Publicaciones relacionadas

Noemí Balà, Jordi Martorell, Salvador Borrós, Alejandro Aranda, Pau Teixidó, Carlota Molhoek, Vicente Riambau, Development of a Bioresorbable Patch to treat Aortic Dissection, Journal of Vascular Surgery, 77, issue 4, suplement (2023) https://doi.org/10.1016/j.jvs.2023.01.076

Noemí Balà et al , In Vivo Efficacy of an Adhesive Bioresorbable Patch to Treat Aortic Dissections, Journal of the American College of CArdiolgy (JACC), 2023, in press. https://doi.org/10.1016/j.jacbts.2023.08.002

Esta tesis se ha realizado en colaboración con el Hospital Clínic de Barcelona y con la spin-off Aortyx.

La investigación ha sido financiada a través de una ayuda FI para personal investigador de la Generalitat de Cataluña y el Fondo Social Europeo (020FI_B 00675, 2021FI_B1 00172 i 2022FI_B2 00023), del programa CaixaImpulse- Fundación Obra Social “la Caixa” (CI17-0022 i CI92-00003) y del programa NEOTEC – Centro de Desarrollo Tecnológico Industrial (S NEO-20191077).