Prevención de la calcificación de válvulas cardíacas bioprotésicas
Válvula cardíaca biológica con armazón metálico. Crédito: Fraunhofer IKTS
Una válvula cardíaca defectuosa es la segunda forma más común de enfermedad cardíaca. La mayoría de los casos involucran una válvula aórtica estrechada, pero a menudo la válvula mitral también puede verse afectada. Las prótesis aumentan significativamente la esperanza de vida de las personas con la enfermedad. Si bien las válvulas cardíacas bioprotésicas tienen algunas ventajas sobre las mecánicas, pueden calcificarse con relativa rapidez, lo que limita la duración de su vida útil. Un equipo de investigadores del Instituto Fraunhofer de Tecnologías y Sistemas Cerámicos IKTS está intentando evitar dicha calcificación con un nuevo pretratamiento químico de las bioprótesis.
Si una válvula cardíaca deja de abrirse y cerrarse correctamente, a menudo es necesario reemplazarla por una artificial. Actualmente estamos viendo una tendencia hacia las válvulas biológicas porque no requieren que el paciente tome medicamentos anticoagulantes, como Marcumar. Las válvulas mecánicas, por otro lado, requieren un tratamiento de por vida con anticoagulantes. La desventaja de las bioprótesis, que están hechas de válvulas aórticas de cerdo o de tejido pericárdico bovino, es que normalmente solo duran hasta 15 años debido a los efectos de la calcificación y la fatiga del material sobre el correcto funcionamiento de las valvas. La hidroxiapatita cristalina forma depósitos en las valvas y desencadena la formación de depósitos de calcio. Este proceso es lo que los expertos llaman calcificación. Los investigadores de Fraunhofer IKTS buscan detener la formación de estos depósitos con nuevos pretratamientos químicos. Trabajan en estrecha colaboración con el Instituto de Ingeniería Médica Aplicada de la Universidad RWTH Aachen y el Centro Nacional de Investigación Médica Meshalkin en Novosibirsk, Rusia.
«Aunque las válvulas cardíacas biológicas duran muchos años gracias a un proceso de tratamiento especial, todavía aparecen signos de desgaste y requieren que estas prótesis se reemplacen después de 10 a 15 años», dice la Dra. Natalia Beshchasna, científica de Fraunhofer IKTS. Los depósitos de compuestos de fosfato de calcio afectan negativamente las propiedades mecánicas del material. La válvula artificial se vuelve más estrecha, lo que dificulta el flujo sanguíneo.
Las prótesis normalmente se tratan previamente con glutaraldehído. Uno de los propósitos de este fijador de uso común es estabilizar el andamiaje de colágeno de la válvula protésica. Para prevenir o retrasar el proceso de calcificación y degeneración, la Dra. Beshchasna y sus socios están utilizando nuevos compuestos químicos. En los ensayos, seleccionaron tejido pericárdico como material base y lo estabilizaron con moléculas de principio activo. En lugar de la fijación convencional con glutaraldehído, utilizaron diepóxido y bisfosfonato. “El glutaraldehído se une bien al colágeno, pero no a la elastina, que también es un componente del tejido pericárdico. Por eso se están buscando alternativas y hemos decidido utilizar diepóxido”, explica el ingeniero. El entrecruzamiento se realizó con y sin adición de bisfosfonatos, que son medicamentos que afectan el metabolismo óseo y se usan para tratar la osteoporosis, por ejemplo.
La calcificación afecta la función de las válvulas cardíacas (derecha). Este es el resultado de una prueba de calcificación in vitro. Crédito: Fraunhofer IKTS
Gran potencial para diepóxidos y bisfosfonatos
En primer lugar, las muestras de tejido se prepararon durante tres semanas con glutaraldehído, diepóxido, diepóxido más bisfosfonato y diepóxido más el conservante suave optiphen. Esto le dio a las muestras de tejido nuevas propiedades. Luego se llevó a cabo una prueba de calcificación de cuatro semanas para probar los efectos de la preparación mencionada anteriormente en condiciones aceleradas de laboratorio. El pH de las soluciones se tamponó y se igualó al del plasma sanguíneo humano. «Pretratamos químicamente un total de ocho válvulas cardíacas de diferentes maneras con cuatro soluciones diferentes y las analizamos usando procesos convencionales, como microscopía electrónica de barrido, espectroscopía Raman y tomografía microcomputadora, para determinar qué proceso de tratamiento de tejido funciona mejor contra la complicación a largo plazo. de calcificación», dice el investigador. Los resultados de la prueba in vitro apuntaron a los diepóxidos y bisfosfonatos como una alternativa muy prometedora al glutaraldehído gracias a sus excelentes propiedades de fijación tisular. Los investigadores ven un gran potencial para este tratamiento combinado. «El tejido pericárdico tiende a unirse a los iones de calcio, que a su vez se unen a los iones de fosfato, lo que fomenta la calcificación de la válvula cardíaca protésica. Los diepóxidos y los bisfosfonatos pueden contrarrestar esta complicación a largo plazo y prevenir la reacción entre los iones de calcio y los iones de fosfato», dice Beshchasna.
El siguiente paso es confirmar estos prometedores resultados en más pruebas in vitro e in vivo y en experimentos clínicos. «Hasta ahora, no se ha construido la válvula protésica perfecta. Esperamos que nuestro nuevo pretratamiento químico nos acerque un paso más a ese santo grial».
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Hallazgos prometedores para el tratamiento de válvulas cardíacas dañadas Proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft Cita: Prevención de la calcificación de válvulas cardíacas bioprotésicas (2 de noviembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:/ /medicalxpress.com/news/2021-11-calcification-bioprosthetic-heart-valves.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.