PIEZA DEL MES: APARATO DE CIRCULACIÓN EXTRACORPÓREA
MÁQUINA DE CIRCULACIÓN EXTRACORPÓREA KAY-ANDERSON
El servicio de Cirugía Cardiaca del Dr. Cristóbal Martínez-Bordiu en la Ciudad Universitaria de Madrid importó de los EEUU el año 1962 esta máquina de circulación extracorpórea, máquina de Kay-Anderson, que era una bomba de dos rodillos, con dos cabezas y con un oxigenador de mallas metálicas de acero inoxidable. Era una máquina que, por su complejidad, debía venir a instalarla el propio Anderson. Para sorpresa suya cuando llegó a España se encontró que la máquina ya estaba funcionando y con buenos resultados, instalada por los miembros del equipo del Dr. Martínez-Bordiu.
Estuvo funcionando correctamente hasta 1963, aunque se decidió cambiar la máquina de Anderson por el oxigenador de Rygg, desechable, oxigenador de burbuja creado por la casa Polystan, iniciándose por entonces el empelo de otros oxigenedores de polivinilo.
CIRCULACIÓN EXTRACORPÓREA
Orígenes y evolución
La circulación extracorpórea se basa en dos postulados fundamentales:
A) El flujo sanguíneo puede ser sustituido por bombas mecánicas mientras el corazón permanece parado.
B) El retorno de la sangre venosa que llega al corazón puede oxigenarse en dispositivos extracorpóreos, mientras el flujo sanguíneo permanece excluido de la circulación pulmonar.
Estos hechos fueron estudiados independientemente por diferentes autores, en animales de experimentación, en el transcurso de más de 100 años y estos estudios permitieron sentar las bases para el desarrollo de la circulación extracorpórea.
Los orígenes de la circulación extracorpórea se remontan a 1813, cuando Le Gallois sugiere que una parte del cuerpo separada del corazón puede ser perfundida de forma aislada, conservando su función. Demostró que mediante la perfusión de sangre venosa oxigenada, en animales muertos recientemente, se podría restablecer la excitabilidad muscular.
Brown-Sequard, en 1858, demostró que las extremidades superiores de personas ajusticiadas mediante decapitación, conservaban la actividad refleja nerviosa cuando se las perfundía precozmente con sangre oxigenada.
Ludwig acuñó el concepto de preservación funcional de un órgano aislado cuando había sido perfundido previamente y Sterling aplicó al hombre los estudios realizados en corazones de mamíferos para demostrar el fenómeno de la “autorregulación cardiaca”.
La posibilidad de la perfusión total de un cuerpo después de excluir el corazón, fue establecida por Brukhonenko y Tchetahouline en 1929, aunque estos trabajos permanecieron ignorados por la comunidad científica occidental durante varios años.
La fisiología del intercambio gaseoso del oxígeno y el dióxido de carbono entre el aire ambiental y la sangre a nivel de la membrana alveolo-capilar del pulmón, no fue totalmente esclarecida hasta sobrepasada la segunda mitad del siglo XIX.
El primer dispositivo para oxigenar sangre de forma extracorpórea fue construido por von Frey y Gruber en 1885. La sangre se ponía en contacto con el oxígeno atmosférico a través de una pantalla de celofán en forma de cilindro que giraba lentamente y resbalaba mediante una fina película de sangre. A través de la simple difusión, el oxígeno se transfería desde el aire ambiental hasta la sangre del animal depositada en el reservorio del oxigenador. La anticoagulación en este periodo se conseguía utilizando sangre desfibrinada.
Previamente a estos trabajos, von Schroeder, en 1882, oxigena sangre burbujeando aire al interior del reservorio venoso del aparato de perfusión (primer oxigenador de burbuja).
Los principales problemas que surgieron en esta época inicial fueron: flujo sanguíneo escaso; aparición de turbulencias con la consiguiente formación de burbujas de gas; oxigenación deficiente de la sangre y tendencia a la formación de coágulos.
Algunos cirujanos en aquella época ya pensaron en la posibilidad de utilizar una máquina corazón-pulmón como alternativa mecánica a la circulación de la sangre. Jhoan Gibbon, tras pasar una noche a la cabecera de una enferma que había sufrido un tromboembolismo pulmonar y que finalmente falleció, concibió la idea de construir una máquina o dispositivo que facilitara la circulación artificial a la vez que permitiera la oxigenación de la sangre, lo que permitiría extraer los coágulos de sangre alojados en al arteria pulmonar.
La circulación extracorpórea fue posible gracias a descubrimientos médicos novedosos y al desarrollo de materiales y dispositivos revolucionarios para aquella época. Los hechos más significativos que permitían el desarrollo de la máquina corazón-pulmón fueron:
– Posibilidad de interrumpir temporalmente el retorno venoso al corazón.
– El descubrimiento de los grupos sanguíneos por Landsteiner en 1900.
– La eficacia de la ventilación mecánica, y
– El descubrimiento de la heparina como agente anticoagulante, con la posibilidad de poder neutralizar sus efectos con protamina.
Con von Frey y Gruber, en 1885, se consigue el primer dispositivo de corazón-pulmón en el que la sangre era impulsada por un sistema de jeringas y válvulas movidas por un motor eléctrico. El desarrollo de las bombas impulsoras de la sangre en los sistemas extracorpóreos ha discurrido paralelamente al desarrollo tecnológico en otros campos y materias.
En 1934, DeBakey desarrolló una bomba rotatoria que permitía desplazar grandes cantidades de sangre a través de tubos flexibles. Este dispositivo se estaba utilizando inicialmente en Alemania para la transfusión sanguínea de forma directa de persona a persona. Posteriormente se utilizó como “cabezal de bomba” para las máquinas de corazón-pulmón y sigue utilizándose en la actualidad por muchos equipos quirúrgicos.
Desde la idea inicial concebida por Gibbon para haber podido evitar la trágica muerte de una mujer embarazada con tromboembolismo pulmonar, trascurrieron 20 años hasta que Gibbon y su esposa, María, perfeccionaron la idea original y el día 20 de mayo de 1953, con una máquina de corazón-pulmón diseñada por ellos, consiguieron cerrar con éxito un defecto congénito del tabique interauricular. A partir de ese momento, la circulación extracorpórea entró a formar parte de la práctica habitual de la Cirugía Cardiaca, permitiendo corregir patologías del corazón hasta ese momento imposible de solucionar.
Ya comentamos anteriormente que el modelo de oxigenador inicial de Gibbon consistía en un cilindro rotatorio de celofán que entraba en contacto con una fina película de sangre, produciéndose el intercambio gaseoso, basándose en la idea original de von Frey y Gruber. Este modelo de oxigenador fue construido con una membrana estática por la Compañía IBM y pronto fue adoptado por Kirklin en la Clínica Mayo. Después de escasos años de uso clínico, estos primitivos oxigenadotes, diseñados por Craford y Senning, cuyo funcionamiento consistía básicamente en oxigenar la sangre a través de membranas rotatorias, en forma de cilindros, fueron abandonados.
Dennis, Kay y Cross, en 1958, trataron de mejorar el sistema Gibbon –Mayo IBM. Construyeron un oxigenador en el que el modelo consistía en hacer rotar sobre un eje central unas pantallas en forma de discos sumergidos parcialmente en un recipiente con sangre. Este dispositivo tenía el inconveniente de la producción de burbujas y una gran hemólisis que se provocaba en la sangre cuando los discos giraban a gran velocidad.
Pronto los fisiólogos y los ingenieros trataron de oxigenar la sangre y eliminar el dióxido de carbono mediante el burbujeo de oxígeno puro a través de un recipiente estático que contenía sangre venosa. Desde el primer momento, estos oxigenadotes de burbuja demostraron su eficacia para oxigenar la sangre y la eliminación del dióxido de carbono. Otras ventajas adicionales fueron:
– El tamaño de las burbujas de gas necesario para oxigenar era muy pequeño.
– El rango de oxigenación amplio y
– El flujo de gas, seguro.
Sin embargo, el control de la eliminación del dióxido de carbono no estaba aún conseguido. La concentración CO2 en el gas que se utilizaba para burbujear la sangre en el oxigenador no podía exceder a la presión parcial del dióxido de carbono en la sangre arterial. La fracción de CO2 transferido es directamente proporcional a la fracción de oxígeno insuflado en el oxigenador.
En la primera década de la Cirugía Cardiaca extracorpórea, los oxigenadotes de burbuja proporcionaron ventajas significativas sobre los antiguos oxigenadores de pantalla. La introducción de la silicona como material desespumante sobre las burbujas reducidas por el gas insuflado en la sangre, supuso un gran avance en este tipo de oxigenadores. Fue mérito de Thomas en 1958.
El último avance conseguido en este campo fue llevado a cabo por Gott, Rygg y Kiusgaard, a finales de los años de la década de 1950-60, y consistió en sustituir algunos elementos de los oxigenadotes de burbuja como el cristal, el acero o la cerámica, por otros elementos más baratos, como los plásticos.
Todos estos hechos facilitaron el camino para la manufacturación industrial de los componentes de la máquina de corazón-pulmón, excepto los elementos mecánicos de la bomba.
Los circuitos, lo sistemas de burbujeo, los filtros y oxigenadores ya podían estar integrados. Esto permitió que la limpieza, la esterilización y el ensamblaje de estos componentes desaparecieran.
Durante este mismo periodo, las bombas rotatorias reemplazaron a otros mecanismos de propulsión del tipo de Sigmamotor, de dedos múltiples, que habían sido utilizados previamente en las máquinas de corazón-pulmón. Estas bombas del tipo “desplazamiento positivo”, consisten en un rodillo rotatorio que desplaza el contenido de la sangre en un tubo flexible, cuando es comprimido por el giro del rodillo. Pronto demostraron su eficacia, aunque el principal problema fue el daño considerable que se producía en los elementos formes de la sangre. Este inconveniente ha sido resuelto con el desarrollo de nuevos biomateriales, que minimizan este problema.
Profesor Gabriel Téllez de Peralta
MI DONACIÓN: JERINGA DE PRAVAZ
Debe su epónimo este artilugio al médico francés Charles Gabriel Pravaz (1791-1853). Doctorado en 1824, se especializó como cirujano para consagrarse definitivamente al estudio y práctica de la ortopedia, de tal manera que en Lyon abriría un Instituto Ortopédico. De su ingenio son las obras de títulos tan elocuentes como: Méthode nouvelle pour le traitement des déviations de la colonne vertébrale… (París, 1827), Mémoire sur l’Orthopedie… (París, 1830), Mémoire sur l’application de la gymnastique au traitement des maladies lymphatiques et nerveuses et au redressement des difformités (París, 1837) o Memoire sur la realité de l’art orthopédique et ses relations nécessaires avec l’organoplastie (París, 1844).
Aunque la historia de la jeringa se remonta a tiempos lejanos de difícil acotación temporal, parece admitido que se usaba en Italia a mediados del siglo XV, si bien no con la precisión y sutileza con la que en el siglo XVII ensayaran su diseño el célebre arquitecto inglés Christopher Wren o el mismo Robert Boyle. Definitivamente, el cirujano francés Dominique Anel (1679-1730) ideó la bomba de jeringa moderna para limpiar las heridas mediante succión, bien entendido que la jeringa necesitaba una incisión previa puesto que no llevaba acoplada ninguna aguja. Anel fue el primero en tratar la fístula lacrimal con este utensilio.
Sin embargo, sería el médico irlandés Francis Rynd (1801-1861) el que, en 1844, aportara la aguja hueca. Entonces Pravaz y Alexander Wood (1817-1884) la adaptaron al extremo de la jeringa. Este último utilizó así la jeringa para la inyección de opiáceos, de tal manera que alcanzó notable éxito por el alivio del dolor que consiguió en los pacientes -entre ellos su esposa, afectada de un cáncer en estado muy avanzado- lo cual, por la repercusión social al mejorar la calidad de vida de tantos enfermos aquejados de grandes dolores, probablemente llevara a darle la primacía en el invento, sin embargo el tiempo ha situado a Pravaz como autor de esta jeringa. La historia de las invenciones está cuajada de discusiones, incluso, no como ésta, muy virulentas acerca de la “paternidad” de las mismas.
Charles Gabriel Pravaz utilizó su jeringa para la inyección intravenosa de anticoagulantes en el tratamiento de los aneurismas. Su primer prototipo apenas medía 3 cms. de largo y estaba fabricaba en plata. Su principal aportación consistía en la sustitución del émbolo por un vástago roscado que permitía una mayor precisión en la administración de la sustancia a inyectar. Fue fabricada por la prestigiosa casa Charriére. Aun en su sencilla y lógica concepción, todavía no había sido puesto un artilugio semejante a disposición de los sanitarios para alivio de tantos enfermos.
La donación del Director del Museo, Prof. Luis Pablo Rodríguez es esta jeringa de 13 cms. de longitud, fabricada en metal y cristal. En un extremo presenta una rosca para recibir la aguja mientras el otro se diseñó con forma de llave para girar el vástago que empuja el émbolo hacia el final del depósito a discreción. Presenta las siguientes marcas: WD. Industria Argentina, que indica su procedencia.
NOTICIAS
Visita a la Real Academia de Bellas Artes
El pasado día 9, el Director técnico del Museo, Prof. Javier Sanz, y el Gerente de la RANM, Francisco J. Fernández, visitaron la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando con el objetivo de establecer un marco de proyectos en común de carácter museístico. Fueron recibidos por el Prof. Javier Blas Benito, Académico correspondiente de dicha corporación y Coordinador de Proyectos Académicos, quien les mostró los fondos de la Academia y los muy diversos espacios museísticos, entre otros la Calcografía Nacional, el Museo de la Academia y la Sala de exposiciones temporales. Por ambas partes se inicia así un marco de relaciones para colaborar en cuantos temas de índole artística y museológica puedan surgir en un futuro, así como la celebración de exposiciones conjuntas que puedan llevarse a cabo.
Visita al Museo Nacional de Ciencia y Tecnología
El día 10, los miembros de la Unidad Técnica del Museo visitaron la sede madrileña del Museo Nacional de Ciencia y Tecnología (MUNCYT), dependiente del Ministerio de Economía y Competitividad. Esta institución, de larga y bien consolidada trayectoria, es un referente entre los espacios museísticos de su género, los dedicados a la ciencia, con un bien diseñado itinerario cronológico y un claro y atractivo mensaje didáctico que llega a todos los públicos.
Entre los muchos y diversos valiosos instrumentos que alberga nos interesan sobremanera el apartado dedicado a la Medicina, con exposición de instrumental quirúrgico del siglo XVIII -con dos cajas de material de amputación y trepanación- así como la reproducción de una sala tocológica de los años cincuenta del siglo pasado y un gabinete dental de la misma época al que acompaña un cofre con instrumental odontológico excepcional de principios del siglo XIX.
Estas visitas se enmarcan en el programa que se lleva a cabo para recabar información de instituciones similares, y otros museos de contrastada categoría, sobre el diseño, contenido y mensaje que ha de lucir el MMIM.