Investigadores proponen un método para reducir el riesgo cardiovascular en personas con válvulas cardíacas mecánicas

Las personas con válvulas cardíacas mecánicas necesitan anticoagulantes diariamente, porque tienen un mayor riesgo de coágulos de sangre y de accidente cerebrovascular. Ahora, investigadores de la Universidad de Berna (Suiza) han identificado la causa principal de las turbulencias sanguíneas que conducen a la coagulación. Optimizar el diseño de las válvulas podría reducir en gran medida el riesgo de coagulación y permitir que estos pacientes vivan sin medicamentos de por vida.

Dentro de los vasos sanguíneos, el flujo puede ser turbulento. Esta turbulencia puede aparecer cuando la sangre fluye a lo largo de las curvas o bordes de los vasos, causando un cambio abrupto en la velocidad. El flujo de sangre turbulento genera fuerzas adicionales que aumentan las probabilidades de que se formen coágulos de sangre. Estos coágulos crecen lentamente hasta que pueden ser transportados por el torrente sanguíneo y causar un derrame cerebral al bloquear una arteria en el cerebro.

Los pacientes con válvulas cardíacas artificiales tienen un mayor riesgo de formación de coágulos. El elevado riesgo se conoce por la observación de los pacientes después de la implantación de una válvula artificial. El factor de riesgo de coagulación es particularmente grave para las personas con válvulas cardíacas mecánicas, en los que los pacientes deben recibir anticoagulantes todos los días para combatir el riesgo de accidente cerebrovascular. Hasta ahora no está claro por qué las válvulas cardíacas mecánicas promueven la formación de coágulos mucho más que otros tipos de válvulas, por ejemplo, las válvulas cardíacas biológicas.

Sin embargo, este equipo de ingenieros suizos ha identificado un mecanismo que puede contribuir significativamente a la formación de coágulos. Utilizaron métodos matemáticos complejos de la teoría de la estabilidad hidrodinámica, un subcampo de la mecánica de fluidos, que se ha utilizado con éxito durante muchas décadas para desarrollar aeronaves de bajo consumo de combustible.

Mediante complejas simulaciones por ordenador en supercomputadoras, han podido demostrar que la forma actual de las aletas reguladoras de flujo de la válvula cardíaca provoca fuertes turbulencias en el flujo sanguíneo. «Navegando por los datos de la simulación, encontramos cómo la sangre impacta en el borde delantero de las aletas de la válvula, y cómo el flujo sanguíneo se vuelve rápidamente inestable y forma vórtices turbulentos. Las fuertes fuerzas generadas en este proceso podrían activar la coagulación de la sangre y hacer que se formen coágulos inmediatamente detrás de la válvula», explica Hadi Zolfaghari, primer autor del estudio.

Las válvulas cardíacas mecánicas que se utilizaron en el estudio consisten en un anillo de metal y dos solapas que giran sobre bisagras; las solapas se abren y cierran en cada latido del corazón para permitir que la sangre salga del corazón pero no vuelva a entrar. En el estudio, el equipo también investigó cómo se podría mejorar la válvula cardiaca. Demostraron que incluso un diseño ligeramente modificado de las aletas de la válvula permitía que la sangre fluyera sin generar inestabilidades que condujeran a la turbulencia, y de forma más parecida a un corazón sano. Tal flujo de sangre sin turbulencias reduciría significativamente la posibilidad de formación de coágulos y de accidentes cerebrovasculares.

Debido al alto riesgo de formación de coágulos, todas estas personas deben tomar anticoagulantes, todos los días y por el resto de sus vidas. Si se mejora el diseño de las válvulas cardíacas desde el punto de vista de la mecánica de fluidos, es concebible que los receptores de estas válvulas ya no necesiten diluyentes de la sangre. Esto podría llevarles a tener una vida más normalizada, sin la carga duradera de recibir medicamentos anticoagulantes.

«El diseño de las válvulas cardíacas mecánicas apenas se ha adaptado desde su desarrollo en los años 70. el contrario, se ha realizado mucha investigación y desarrollo en otras áreas de la ingeniería, como el diseño de aviones. Teniendo en cuenta la cantidad de personas que tienen una válvula cardíaca artificial, es hora de hablar de las optimizaciones de diseño también en esta área, con el fin de dar a estas personas una vida mejor», asegura otro de los autores, Dominik Obrist.

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