Crianças em estágios avançados de insuficiência cardíaca e na fila por um novo coração nos hospitais do país poderão receber, nos próximos anos, um coração “extra” para suportar o tempo de espera até a chegada de um doador.

Pesquisadores do Instituto do Coração (Incor) estão desenvolvendo Dispositivos de Assistência Ventricular (DAVs) capazes de servir de “ponte” enquanto os pacientes pediátricos aguardam o transplante. Um dos aparelhos, voltado a crianças com até 15 quilos, deverá entrar em fase de testes clínicos no Incor já nos próximos meses.

Outro instrumento, desenvolvido por meio de um Projeto Temático, realizado com apoio da FAPESP e direcionado a crianças com até 35 quilos, está em fase de desenvolvimento.

“Os dispositivos poderão servir tanto de ponte para pacientes pediátricos esperarem pelo transplante, como para dar assistência circulatória mecânica por alguns meses para aqueles internados com cardiomiopatias graves, que não respondem a outras terapias médicas e com uma diminuição importante da capacidade de o coração bombear sangue para órgãos vitais”, disse Idágene Cestari, diretora da Divisão de Bioengenharia do Incor e coordenadora do projeto, à Agência FAPESP.

Os equipamentos serão paracorpóreos (implantados fora do corpo) e auxiliarão o coração dos pacientes a realizar o bombeamento do sangue. De acordo com Cestari, é por isso que são chamados de dispositivos de assistência ventricular – e não coração “artificial”, como os que substituem e realizam a função do órgão.

“Essa é uma diferença importante dos DAVs em relação ao coração artificial, porque o coração é mantido em atividade e o dispositivo trabalha de modo a auxiliar o órgão a realizar a circulação sanguínea”, explicou.

Os dispositivos permitem dar assistência tanto ao ventrículo esquerdo como ao direito ou a ambos simultaneamente, e são constituídos por uma bomba com duas câmaras – uma de sangue e outra pneumática – ligadas a cânulas de silicone, que serão suturadas nas estruturas cardíacas e exteriorizadas na região abdominal do paciente.

À medida que o sangue do paciente preenche a câmara de sangue, um pulso de pressão é enviado para a câmara pneumática, que faz com que o sangue retorne para o paciente, realizando desta forma o trabalho do coração e restabelecendo a pressão e a circulação sanguínea.

“Só existe um dispositivo pulsátil desse tipo, aprovado para uso clínico em pacientes pediátricos nos Estados Unidos em dezembro de 2011, que é fabricado por uma empresa alemã e é inviável para nós, no Brasil, em razão de seu custo, em torno de R$ 250 mil. Pretendemos desenvolver DAVs para uso em pacientes pediátricos no Brasil que possam ser integrados à nossa prática médica”, disse Cestari.

DAV para adultos

O desenvolvimento de DAVs pediátricos foi iniciado a partir da experiência acumulada pelo Incor com o desenvolvimento de dispositivos para assistência circulatória mecânica em adultos. Em 1993 o Incor tornou-se o primeiro centro da América Latina a desenvolver e a implantar um DAV em um paciente à espera de transplante cardíaco.

Desde então, a instituição já avaliou clinicamente o uso do dispositivo com volume de injeção de até 65 mililitros de sangue por batimento em 14 pacientes, por períodos de até 42 dias de assistência.

“Esse tipo de dispositivo já é utilizado há muito tempo nos países desenvolvidos e, no Brasil, ainda estamos muito atrasados no uso desse tipo de terapia”, avaliou Cestari.

“Apesar do desenvolvimento fantástico que a cirurgia cardíaca brasileira alcançou, o que a colocou em patamares internacionais, ainda há muito que evoluir em termos de terapias de assistência circulatória”, afirmou.

Com recursos do Departamento de Ciência e Tecnologia (Decit) do Ministério da Saúde, os pesquisadores da instituição pretendem realizar nos próximos meses um estudo multicêntrico, com a participação de diversos centros de atendimento à saúde cardíaca no país, para avaliar o uso desse tipo de dispositivo em 30 pacientes adultos.

A ideia é ter, no final do estudo, um protocolo sistematizado que possibilite a implementação e o uso desse equipamento nacional em centros de atendimento à saúde que possuem programas de transplante do coração consolidados.

“Em alguns centros de atendimento à saúde no Brasil já são usados esporadicamente dispositivos para assistência circulatória mecânica importados por pacientes particulares ou que tiveram as despesas de uso pagas pelo convênio médico”, disse Cestari.

“Nosso objetivo é transferir a tecnologia do aparelho que desenvolvemos e sobre a qual temos duas patentes para uma empresa brasileira, a fim de barateá-lo e disseminar seu uso em um maior número de centros no país”, ressaltou.

Recém-nascidos

Segundo Cestari, o Incor é o maior centro de transplante pediátrico da América Latina e no dia a dia da instituição constatou-se que há uma grande demanda por esse tipo de dispositivo para crianças.

A fim de atender a essa necessidade, os pesquisadores desenvolveram primeiramente um dispositivo com volume de injeção de 15 mililitros de sangue por batimento para crianças recém-nascidas ou com até 15 quilos.

O equipamento já passou pela fase de testes pré-clínicos (em animais) e em breve deverá ser avaliado em pacientes atendidos no Incor, após a aprovação do comitê de ética da instituição. Agora, os pesquisadores iniciaram o desenvolvimento de outro dispositivo voltado para crianças com até 35 quilos.

Em razão dos diferentes desafios técnicos e tecnológicos envolvidos, o projeto reúne pesquisadores de diferentes áreas e instituições, como a Escola Politécnica (Poli), o Instituto de Química (IQ) da Universidade de São Paulo (USP), campus de São Carlos, além de pesquisadores do PennState Hershey Pediatric Cardiovascular Center da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos, do Imperial College, do Reino Unido, e do Fraunhofer Institut IWS, em Dresden, na Alemanha.

“Estamos buscando soluções de grande complexidade no projeto dessa bomba, que demandam abordagem multidisciplinar e integrada”, afirmou Cestari.

De acordo com a pesquisadora, os desafios para o desenvolvimento de DAVs para uso em crianças são muito maiores e mais complexos do que os que enfrentaram na construção do dispositivo para adultos. Isso porque o coração de uma criança bombeia menos sangue, mas com frequência maior de batimentos em comparação com o de um adulto.

Essa frequência maior de batimentos cardíacos faz com que o número de vezes por minuto que a câmara de sangue do dispositivo pediátrico é preenchida seja maior do que a de um DAV para adulto, resultando em um padrão complexo de escoamento do sangue.

“As hemácias não podem escoar dentro da câmara de sangue em velocidades muito altas ou serem submetidas a estresses elevados por períodos prolongados porque se rompem e liberam hemoglobina, o que pode comprometer a função do rim”, explicou.

“Também são necessários estudos criteriosos acerca do material utilizado, que deve ser biocompatível, de modo a não favorecer a formação de trombos [pequenos coágulos]”, afirmou.

Segundo Cestari, parte dos materiais utilizados nos dispositivos são nacionais e estão sendo desenvolvidos em parceria com indústrias brasileiras como a Biocardio, que fabrica válvulas de pericárdio bovino, ou por grupos de pesquisa como o Instituto de Química da USP, que desenvolveu polímeros de óleo vegetal.

Por sua vez, pesquisadores do Núcleo de Dinâmica e Fluidos (NDF) da Poli estão desenvolvendo uma metodologia para otimização do escoamento do sangue que associa modelagem matemática e visualização tridimensional.

Já a equipe de pesquisadores da bioengenharia do Incor estuda processos para modificar as superfícies de contato do dispositivo com o sangue por meio da introdução de grupamentos químicos e elementos topográficos na escala micro e submicrométrica.

No final do projeto, o grupo de cirurgia pediátrica do Incor irá validar os dispositivos e elaborar o protocolo para sua avaliação na prática clínica.

“Integramos os diferentes grupos de pesquisadores e buscamos utilizar materiais, processos de desenvolvimento e produção que possam ser absorvidos pela indústria brasileira, e desenvolver dispositivos com custos compatíveis com a política de ressarcimento do SUS [Sistema Único de Saúde]”, disse Cestari.

Na avaliação da pesquisadora, além de contribuir para a implantação desse tipo de terapia praticamente inexistente no país, o desenvolvimento dos DAVs pediátricos deverá contribuir para aumentar as chances de realização de transplante cardíaco de crianças que aguardam na fila de espera por um doador.