Coração artificial- Aron de Andrade
Antonio Lucas Oscar da Penha de Mattos¹, Bruna Pires Rodrigues¹, Carolina Souza Rabelo Ferreira¹, Filipe Henrique Souza², Higor Tavares Guimarães³, Isabele Rumblesperger Gomes¹, Mitzy Stephanny Machado⁴, Pedro Henrique de Castro Silva⁴
¹Graduandos do curso de Enfermagem (UFSJ-CCO)
²Graduando do curso de Medicina (UFSJ-CCO)
³Graduando do curso de Bioquímica (UFSJ-CCO)
⁴Graduandos do curso de Farmácia (UFSJ-CCO)
v.2, n.1, 2024
Janeiro de 2024
A assistência circulatória é o conjunto de métodos e equipamentos para melhorar as condições dinâmicas do sistema circulatório dos pacientes durante um período prolongado e substituir o bombeamento do coração de forma total ou parcial, de forma temporária ou definitiva [1].
O coração é um órgão com duas bombas pulsáteis: o coração direito é responsável pela circulação pulmonar e o coração esquerdo é responsável pela circulação sistêmica. Uma destas bombas pulsáteis mencionadas tem um átrio e um ventrículo. Em média, o órgão contrai e relaxa entre 60 e 100 vezes por minuto para impulsionar o sangue pelo sistema circulatório. O ventrículo é a principal fonte de energia para bombear o sangue pela circulação pulmonar ou pela circulação periférica [2].
Os átrios se contraem em um sexto de segundo antes do ventrículo em um coração normal, o que permite que os ventrículos se encham mais antes de bombearem o sangue para o resto do corpo. O coração possui um sistema único que mantém o ritmo e envia impulsos para o músculo cardíaco, causando batimentos cardíacos. Doenças cardíacas, por outro lado, podem comprometer o bombeamento do sangue pelo coração, alterando o ciclo cardíaco [2]. Os pacientes que aguardam um transplante cardíaco estão recebendo uma variedade de novos dispositivos de assistência circulatória. Esses aparelhos devem ser capazes de funcionar por um período prolongado sem causar danos significativos aos componentes figurados do sangue e produzir a menor quantidade de ativação de cascata até que seja encontrado um doador adequado [3].
Um novo coração artificial está sendo desenvolvido e testado por Aron de Andrade (Figura 1), responsável pelo centro de bioengenharia do Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, em São Paulo. Foi ele quem desenvolveu o primeiro coração artificial no Brasil, o Coração Artificial Auxiliar (CAA). O CAA é um dispositivo elétrico-mecânico que bombeia o sangue de forma pulsante. Ele tem duas câmaras: direita e esquerda. O princípio de acionamento usa um motor elétrico sem escovas e um parafuso de roletes planetário. O motor gira uma porca central que move o parafuso de roletes para cima e para baixo. Esse movimento impulsiona os diafragmas direito e esquerdo alternadamente. Os diafragmas retornam passivamente quando os ventrículos se enchem devido à pressão do sangue [4].
O dispositivo também tem sensores que detectam a posição do parafuso de roletes e do diafragma esquerdo. Quando a câmara ventricular esquerda está cheia, o motor é ligado e o sangue é ejetado. Após a ejeção esquerda, o motor é invertido e o sangue é ejetado da câmara direita. No final da ejeção direita, o motor é desligado e espera o enchimento do ventrículo esquerdo antes de iniciar um novo ciclo. O dispositivo pode operar com frequência variável ou em frequência fixa com um tempo pré-determinado em que o motor fica desligado, esperando o enchimento do ventrículo esquerdo [5].
Figura 1: Aron de Andrade segurando o coração brasileiro, resultado da parceria envolvendo CNPq, Fapesp, HCor e Ministério da Saúde.
Fonte:https://epocanegocios.globo.com/Ideias/noticia/2012/05/ja-que-fila-de-transplante-nao-acaba.html
Esse dispositivo foi projetado em um tamanho menor para ser implantado ao lado do coração natural do paciente, dentro do lado direito do tórax de forma diferente. Foram feitos testes em um circuito simulador do sistema circulatório humano para verificar como o CAA funciona. Os resultados mostraram que o CAA pode bombear até 5,8 L/min, com uma pressão antes de 20 mmHg e uma pressão depois de 100 mmHg. A frequência de batimentos do CAA e, por consequência, o fluxo sanguíneo, dependem da pressão antes do ventrículo esquerdo, funcionando de forma parecida com o coração natural [6].
Também estão sendo feitos testes em animais para avaliar os resultados dos testes anteriores e verificar como o CAA se comporta em situações difíceis de serem simuladas fora do organismo. Esses testes em animais também estão ajudando a desenvolver técnicas cirúrgicas e treinar os cirurgiões cardiovasculares envolvidos no projeto. Até agora, foram feitos dois estudos agudos em animais, onde o CAA funcionou por 5 horas, implantado no lado direito do tórax de carneiros adultos (50 ± 5 kg). Os dois corações (natural e artificial) trabalham em sincronia, alternando a expulsão, o que pode ajudar na recuperação da função de bombeamento do coração natural [7]. Se o coração natural piorar ou parar de funcionar, o CAA assume automaticamente o bombeamento do sangue, ajustando a frequência e o fluxo sanguíneo de acordo com a pressão de enchimento do ventrículo artificial esquerdo.
Referências Bibliográficas
[1] Fiorelli AI, Oliveira Jr JdeL, Stolf NAG. Transplante cardíaco. Revista de Medicina, v. 88, n. 3, p. 123-137, 2009.
[2] Guyton AC et al. Tratado de fisiologia médica. México: Interamericana, 1971.
[3] Bock EGP. Projeto, Construção e Testes de Desempenho “In Vitro” de uma Bomba de Sangue Centrífuga Implantável. 2007.
[4] Ohashi Y et al. The effect of respiration on the performance of the total artificial heart. Artificial organs, v. 21, n. 10, p. 1121-1125, 1997.
[5] Ohashi Y et al. Control System modification of an electromechanical pulsatile total artifical heart. Artificial organs, v. 21, n. 12, p. 1308-1311, 1997.
[6] Uebelhart B et al. Coração Artificial e Dispositivos de Assistência Circulatória no Brasil e no mundo. Revista Sinergia, v. 11, n. 2, p. p151-155, 2010.
[7] Andrade A et al. Testes in vitro e in vivo com o Coração Artificial Auxiliar (CAA): um novo modelo de coração artificial totalmente implantável e heterotópico. Brazilian Journal of Cardiovascular Surgery, v. 14, p. 128-134, 1999.