En la parte inferior de nuestro pecho hay una estructura muscular pequeña pero poderosa llamada diafragma. Cuando este se contrae, empuja hacia abajo, creando un vacío en nuestro pecho. Como una esponja, nuestros pulmones se expanden para inhalar aire fresco y vital. Cuando el diafragma se relaja, el aire sale, lo que permite que nuestros pulmones se renueven continuamente.
Aquellos que padecen enfermedades respiratorias crónicas graves, ELA o lesiones en el diafragma, tienen dificultad para respirar por sí mismos: una condición que puede ser una causa que contribuye a problemas más graves e incluso a la muerte. Investigadores del MIT han creado un sofisticado ventilador robótico miniaturizado implantable, que puede actuar como “asistente de diafragma”. Está formado por dos tubos blandos como globos: utilizando una bomba externa para inflar los tubos, actúan como músculos artificiales que empujan el diafragma hacia abajo, ayudando a que los pulmones se expandan. El sistema se puede calibrar para que coincida con el ritmo natural del diafragma, proporcionando un apoyo vital para la respiración.
Un soplo de aire fresco
El equipo elena roche, profesor asociado de ingeniería mecánica y miembro del Instituto de Ingeniería y Ciencias Médicas del MIT, lidera este proyecto diseñado para demostrar la viabilidad de este sistema respiratorio auxiliar completamente nuevo.
“Estamos experimentando una nueva forma de llevar oxígeno a nuestro cuerpo, basada en la biomecánica de la respiración humana”, explica Roche en una entrevista a la revista del MIT. “Mientras que los ventiladores tradicionales empujan el aire hacia los pulmones a través de máscaras o traqueostomías, esta tecnología puede favorecer la respiración de forma más natural, desde el interior. Todavía no podemos implantar este dispositivo en humanos. Se deben miniaturizar algunos elementos y se debe identificar un proceso correcto para su instalación. Pero es emocionante ver que es posible una nueva forma de ayudar a la respiración".
El asistente de diafragma “implantable”: las pruebas
Actualmente, Roche y su equipo han probado el sistema en cerdos anestesiados implantando el dispositivo, monitorizando los niveles de oxígeno y utilizando ultrasonido para observar el movimiento del diafragma. El resultado fue sorprendente: el ventilador aumentó significativamente la cantidad de aire que los pulmones de los cerdos podían aspirar con cada respiración, especialmente cuando el diafragma y los músculos artificiales trabajaban en sincronía. Esto permitió que los pulmones de los cerdos respiraran tres veces más aire sin ayuda. La clave para lograr estos resultados es la capacidad del dispositivo de dar un empujón adicional hacia abajo al diafragma cuando se contrae de forma natural, sin tener que imitar su movimiento exactamente.
El equipo espera que esta innovación resuelva los desafíos que enfrentan quienes padecen trastornos crónicos del diafragma en un futuro próximo. Trastornos causados a menudo por enfermedades neuromusculares como ELA, distrofia muscular o daño al nervio frénico. Roche y sus colegas esperan que esta solución pueda ofrecer una salida a quienes han luchado con estas difíciles condiciones durante demasiado tiempo. Y nosotros también lo esperamos.
