Tratamiento y prevención de la taquiarritmia ventricular mediante estimulación subumbral con matriz de electrodos epicárdicos multicanal estirable
Un grupo de investigadores de la República de Corea publicó en la edición del 31 de marzo de 2023 de Sciences Advances una propuesta de tratamiento y prevención de la taquiarritmia ventricular mediante estimulación subumbral con matriz de electrodos epicárdicos multicanal estirable*.
Este trabajo será comentado en la NOTICIA DEL DÍA de hoy
Los autores parten de señalar que la muerte súbita cardíaca, una de las principales causas de mortalidad, representa el 20 % de las muertes en adultos de los países occidentalizados .
La mitad de las muertes cardíacas súbitas se atribuyen al infarto de miocardio (IM), seguido de la taquiarritmia ventricular (VTA) , y las regiones periinfarto son sustratos bien conocidos de taquicardia ventricular (TV) o fibrilación ventricular (FV) .
Por lo tanto, la monitorización continua de la señal cardíaca local y la detección inmediata del foco VTA son fundamentales para el tratamiento y la prevención de la muerte cardíaca súbita, especialmente en pacientes de alto riesgo con infarto de miocardio.
Los desfibriladores cardioversores implantables (ICD) pueden detectar y terminar el VTA mediante la administración de estimulaciones por encima del umbral (es decir, estimulación miocárdica capturada) y/o descargas eléctricas de alta energía a través del cable implantado por vía transvenosa.
A pesar del papel de los ICD en la prevención de la muerte cardíaca súbita, existen grandes necesidades clínicas no satisfechas.
El cable de descarga fijado en el endocardio del ventrículo derecho no puede adaptarse a la estimulación multipunto o dirigida y, por lo tanto, son inevitables las descargas inespecíficas de alta energía que se propagan por todo el miocardio.
La ubicación del cable está limitada por la estructura cardiovascular .
La estimulación o choque de alta energía deteriora significativamente la calidad de vida de los pacientes , y los choques repetitivos empeoran la función cardíaca y el pronóstico del paciente .
La estimulación eléctrica subumbral, la estimulación del corazón con un voltaje inferior al voltaje umbral de captura necesario para el inicio de la excitación miocárdica, puede ser una solución potencial para la terminación del VTA y evitar las desventajas de las estimulaciones y/o descargas de alta energía .
Esta metodología no interfiere con la contracción normal del miocardio y, por lo tanto, puede terminar el VTA “silenciosamente”.
La estimulación supraumbral, que se programa como «marcapasos antitaquicardia» en los DAI convencionales, tiene ventajas sobre las descargas de alta energía, ya que tiene una menor incidencia de efectos secundarios como dolor para el paciente y daños eléctricos en el miocardio .
La estimulación por debajo del umbral puede ser más ventajosa, incluso sobre la estimulación por encima del umbral, ya que es indolora, no interfiere con la contracción normal del miocardio y puede que no provoque ningún daño cardíaco.
Sin embargo, para una estimulación subumbral exitosa, debe programarse y localizarse alrededor del foco VTA porque la estimulación subumbral no puede propagarse a través del miocardio.
Por lo tanto, los ICD convencionales con una posición de cable no específica no pueden adaptarse a la estimulación subumbral.
Mientras tanto, recientemente se informó que el parche epicárdico que usa materiales intrínsecamente blandos minimiza el estrés mecánico en el corazón que late dinámicamente , y también se informó que los conjuntos de electrodos multicanal epicárdicos que usan materiales conductores estirables.
Estos dispositivos blandos tipo malla pueden envolver todo el ventrículo para lograr un registro multicanal y administrar estimulaciones programadas con precisión.
Sin embargo, estos electrodos epicárdicos blandos no se han aplicado al manejo del VTA ni se ha probado su eficacia y, por lo tanto, hasta ahora no se han desarrollado protocolos de estimulación optimizados apropiadamente.
Aquí, utilizamos una matriz de electrodos epicárdicos estirable para proporcionar estimulaciones secuenciales locales como enfoque de tratamiento para el VTA.
Primero, construimos un mapa de activación ventricular isocronal utilizando la matriz de electrodos epicárdicos para ubicar la región de sustrato del inicio de VTA después de MI.
En segundo lugar, las estimulaciones preprogramadas secuenciales se administraron a través de los mismos electrodos epicárdicos en la región seleccionada, especialmente en la región del infarto, para la terminación del VTA.
Por último, se muestra el potencial de la estimulación subumbral profiláctica a través de la matriz de electrodos epicárdicos para suprimir la aparición de VTA.
Como resultado, podría desarrollarse un método innovador basado en estimulaciones eléctricas por debajo del umbral para la detección, terminación y prevención de VTA utilizando la matriz de electrodos multicanal epicárdicos estirables.
El desfibrilador automático implantable (DAI) es un método eficaz para prevenir la muerte súbita cardiaca en pacientes de alto riesgo.
Sin embargo, el cable transvenoso es incompatible con el mapeo electrofisiológico de gran área y no puede acomodar estimulaciones de precisión multicanal selectivas.
Además, implica descargas de alta energía que provocan dolor, daño miocárdico y recurrencias de taquiarritmia ventricular (VTA).
Los autores presentan un método para el tratamiento de VTA basado en estimulaciones eléctricas subliminales utilizando una matriz de electrodos multicanal epicárdicos estirables, que no perturba la contracción normal o la propagación eléctrica del ventrículo.
En modelos de conejo con infarto de miocardio, el infarto se detectó mapeando electrogramas intracardíacos con la matriz de electrodos multicanal epicárdicos estirables. Entonces, Los VTA podrían terminar con estímulos eléctricos secuenciales de la matriz de electrodos multicanal epicárdicos que comienzan con estimulaciones subliminales de baja energía.
Por último, se utilizan estas estimulaciones subliminales para prevenir la aparición de VTA adicionales. El protocolo propuesto que utiliza la matriz de electrodos multicanal epicárdicos estirables brinda oportunidades para el desarrollo de métodos innovadores para la terapia con DAI sin dolor.
Mediante el uso de la matriz de electrodos multicanal epicárdicos estirables, se proporciona una opción atractiva para tratar y prevenir el VTA al tiempo que se superan las limitaciones de las opciones de tratamiento de la arritmia disponibles en las clínicas.
En primer lugar, la región del sustrato del VTA se localizó mediante mapeo ventricular utilizando la guía de electrodos epicárdicos multicanal.
En segundo lugar, los VTA detectados podrían terminarse mediante estimulaciones secuenciales utilizando la matriz de electrodos, a partir de las estimulaciones subliminales que no impiden las contracciones mecánicas normales y las propagaciones eléctricas.
En tercer lugar, la estimulación subumbral constante podría potencialmente prevenir el inicio de VTA. En conjunto, estos demuestran el potencial de usar esta matriz de electrodos multicanal epicárdicos extensibles para monitorear, tratar y prevenir el VTA en personas con alto riesgo de arritmia potencialmente mortal.
Aunque esta matriz de electrodos es versátil y se puede refinar para adaptarse a un mapeo más fino, existen ciertos obstáculos que superar para probar su utilidad en el entorno preclínico futuro.
Primero, como se demostró el beneficio potencial de la estimulación subumbral en la proximidad del sitio VTA, la estimulación subumbral debe aplicarse directamente para estimular el sitio arritmogénico desde el principio en trabajos futuros.
En segundo lugar, en el futuro se debe buscar un protocolo de estimulación más detallado que pueda encontrar la duración de estimulación, el número de impulsos de estimulación y los intervalos de acoplamiento más óptimos.
Sin embargo, también se debe considerar que la importancia del trabajo actual radica en la prueba de concepto mediante la cual es posible monitorear y tratar el VTA sin perturbaciones en las excitaciones miocárdicas naturales, en lugar de en el propio protocolo de estimulación.
En tercer lugar, se fijó la matriz de electrodos en su posición con una sutura simple que ató la matriz de dispositivos alrededor del corazón. Aunque este método de fijación fue adecuado para el estudio actual que duró menos de 2 horas por animal después de la aplicación de la malla, una simple sutura puede estar lejos de ser lo mejor cuando se trata de asegurarla en la superficie epicárdica durante mucho tiempo.
Es posible que se necesiten herramientas o métodos de fijación específicos, como un dispositivo de suspensión o un hidrogel adhesivo, para una fijación estable del dispositivo de malla durante meses o más.
La estabilidad de la matriz de electrodos, es decir, el cambio en la impedancia y la biocompatibilidad, también necesita verificación adicional a largo plazo. se fijó la matriz de electrodos en su posición con una sutura simple que amarró la matriz del dispositivo alrededor del corazón.
Aunque este método de fijación fue adecuado para el estudio actual que duró menos de 2 horas por animal después de la aplicación de la malla, una simple sutura puede estar lejos de ser lo mejor cuando se trata de asegurarla en la superficie epicárdica durante mucho tiempo.
Es posible que se necesiten herramientas o métodos de fijación específicos, como un dispositivo de suspensión o un hidrogel adhesivo, para una fijación estable del dispositivo de malla durante meses o más.
La estabilidad de la matriz de electrodos, es decir, el cambio en la impedancia y la biocompatibilidad, también necesita verificación adicional a largo plazo. se fijó la matriz de electrodos en su posición con una sutura simple que amarró la matriz del dispositivo alrededor del corazón.
Existen ciertas limitaciones y desafíos inherentes a los dispositivos ICD clínicos actuales.
El trabajo actual demuestra la utilidad potencial de una matriz de electrodos epicárdicos multicanal combinada con protocolos de estimulación subliminal que ayudaría a mejorar la calidad y eficacia del tratamiento antiarrítmico, con efectos perjudiciales mínimos para el corazón y, en última instancia, para el paciente.
* Sunwoo SH, Cha MJ, Han SI, Kang H, Cho YS, Yeom DH, Park CS, Park NK, Choi SW, Kim SJ, Cha GD, Jung D, Choi S, Oh S, Nam GB, Hyeon T, Kim DH, Lee SP. Ventricular tachyarrhythmia treatment and prevention by subthreshold stimulation with stretchable epicardial multichannel electrode array. Sci Adv. 2023 Mar 31;9(13):eadf6856. doi: 10.1126/sciadv.adf6856. Epub 2023 Mar 31. PMID: 37000879; PMCID: PMC10065438.
