Nou sistema d’implantació de pegats endovasculars

La dissecció aòrtica (DA) és un dels esdeveniments més catastròfics que es poden produir en aquesta artèria, en la qual la capa interna de l’aorta s’esquinça deixant que la sang flueixi al seu través. Tot i que pot tenir conseqüències fatals, sobretot si progressa de manera aguda o trenca la paret externa de l’aorta, és una de les malalties cardiovasculars a les quals menys dedicació s’ha donat. Les solucions actuals no estan pensades per tractaments de disseccions, sinó per als aneurismes aòrtics i, quan les condicions permeten una reparació endovascular, aquesta es du a terme mitjançant una endopròtesi que tapa la secció danyada, però que no s’ajusta plenament a la paret aòrtica, ni geomètricament ni biomecànicament.

Des del grup GEVAB d’IQS, s’ha ideat un nou tractament de la DA mitjançant la col·locació sobre l’entrada de la dissecció d’un pegat flexible i bioreabsorbible, fabricat específicament per imitar l’entorn biomecànic d’una aorta sana, sense afectar a les condicions inicials de flux sanguini i pressió. En tractar-se d’un sistema nou, resultava necessari dissenyar un sistema específic de lliurament i aplicació del pegat, per tapar completament tot el perímetre de la dissecció, de forma mínimament invasiva i conservant la qualitat inicial del pegat.

En aquest entorn, el Dr. Alejandro Aranda ha defensat la seva tesi doctoral realitzada al Departament d’Enginyeria Industrial d’IQS sota el títol Creació d’un sistema de lliurament per a la implantació de pegats endovasculars. La tesi ha estat codirigida pel Dr. Jordi Martorell López del Grup d’Enginyeria Vascular i Biomedicina Aplicada – GEVAB i pel Dr. Andrés A. Garcia Granada del Grup d’Enginyeria de Productes Industrials – GEPI.

Així, l’objectiu principal d’aquesta tesi ha estat dissenyar i fabricar un nou sistema capaç d’implantar el pegat a l’interior d’una aorta humana, sistema que inclou un catèter guia, un catèter transportador i el desplegador del pegat, tot des d’un exhaustiu estudi de l’estat de l’art de les tècniques de fabricació de dispositius mèdics. El material utilitzat per dur a terme el dispositiu desplegador ha estat el Nitinol, un aliatge de níquel i titani amb ‘memòria de forma’, molt versàtil i acceptat tant a nivell regulatori com mèdic.

La resta del sistema dissenyat compleix certs requisits essencials, com són: poder navegar a través de l’artèria femoral i arribar a l’aorta (dues artèries de dimensions ben diferents), per deflectir en aquesta i disposar d’espai suficient per desplegar el pegat; evitar el contacte del pegat amb la sang (per garantir el segellat), i implantar el pegat de manera homogènia.

Un nou sistema d’implantació endovascular

Per definir la forma del desplegador, el Dr. Aranda va realitzar diverses iteracions de disseny en múltiples patrons, mides i configuracions, fins a obtenir aquell que va aconsegueix plegar el pegat en un orifici de diàmetre mínim, desplegar-lo en l’espai disponible i implantar el pegat en la paret del vas sanguini, aplicant una pressió homogènia a tota la superfície. Per tal de provar i demostrar totes aquestes funcions, es van dur a terme assaigs ex vivo i assaigs in vivo, amb models porcins. Per dur a terme els primers, es va dissenyar un sistema PAM – Pressure Applied Machine, per tal de testar i analitzar els paràmetres mecànics d’implantació. Les característiques de la forma definitiva del desplegador, així com les múltiples famílies de formes possibles, han estat patentades.

Pel que fa als catèters guiador i portador, s’ha aconseguit un sistema capaç de navegar de forma endovascular per l’interior de les artèries i dur el desplegador a destí, orientar-lo cap a l’entrada de la dissecció i mantenir-lo en la posició correcta fins a la implantació final del pegat. En aquest cas, també es van realitzar diverses iteracions de les construccions dels dos catèters fins a aconseguir un balanç entre el volum mínim necessari per plegar el pegat i l’espai disponible per desplegar-lo.

Per comprovar la correcta implantació del pegat mitjançant aquest nou dispositiu, el Dr. Aranda va utilitzar un prototip d’aorta obtinguda per fabricació additiva. Així mateix, va emprar un model cadavèric i un model ex vivo, desenvolupats específicament per aquesta finalitat, el primer en col·laboració amb la Facultat de Medicina de la UB, i el segon en col·laboració amb LifeTec Group, d’Eindhoven.

Amb aquesta tesi, el Dr. Alex Aranda ha mostrat una vegada més com la recerca multidisciplinària és fonamental per dur a terme el desenvolupament de tecnologies i de dispositius tan innovadors com aquest nou sistema d’implantació endovascular, amb el potencial de salvar la vida a pacients amb malalties aòrtiques.

Publicacions relacionades

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

Aquesta tesi ha estat realitzada en col·laboració amb l’Hospital Clínic de Barcelona i la spin-off Aortyx.

La recerca ha rebut finançament a través d’un ajut FI per a personal investigador de la Generalitat de Catalunya–Fons Social Europeu (020FI_B 00675, 2021FI_B1 00172 i 2022FI_B2 00023), del programa CaixaImpulse – Fundació Obra Social “la Caixa” (CI17-0022 i CI92-00003) i del programa NEOTEC – Centro de Desarrollo Tecnológico Industrial (S NEO-20191077).