Como o sangue flui em um coração artificial? Este estudo testou

Em todo o mundo, o número de pacientes submetidos a transplantes cardíacos têm aumentado progressivamente. Segundo o artigo, nos últimos anos, o número chegou a 8.988 transplantados, dado este considerado relativamente pequeno quando comparado ao crescente número de pessoas que sofrem de insuficiência cardíaca terminal e que precisam de um transplante de coração para viver.

As listas de espera por um transplante são longas: na União Europeia, o número de pacientes no aguardo de um novo coração chega a 2.868 e, nos EUA, esse número salta para 3.453 pessoas. No Brasil, referência neste tipo de cirurgia no mundo, são 448 pessoas. Por aqui, só no primeiro semestre de 2025, aconteceram 304 transplantes cardíacos, um aumento de 9% em relação ao mesmo período de 2022.

Enquanto o transplante não é realizado, os TAHs são utilizados como “pontes” entre o paciente e a chegada do novo órgão. O problema – e que despertou o interesse para a realização do estudo – é que a maioria dos corações artificiais existentes causam complicações, como infecções, acidentes vasculares e hemólise, decorrentes do fluxo sanguíneo adverso em seu interior.

Para que a visualização do curso do sangue no coração artificial fosse bem-sucedida, os pesquisadores fizeram uso de duas tecnologias de ponta: a ressonância magnética de fluxo 4D e a impressora 3D. Juntas, foi possível que os pesquisadores avaliassem o fluxo sanguíneo em um coração cardíaco pulsátil e, de quebra, ainda permitiram que o processo de design do protótipo fosse mais interativo e veloz.

A observação em tempo real de como o sangue flui pelas cavidades do coração artificial permitiu que os estudiosos descobrissem o que acontecia dentro da estrutura. Essa descoberta permitiu que eles avaliassem melhor como minimizar o risco de complicações comuns para pacientes com quadros cardiovasculares – como a formação de coágulos sanguíneos e os danos causados aos glóbulos vermelhos.

A avaliação do fluxo em um TAH não é tarefa simples. Altas velocidades e turbulências – características do fluxo sanguíneo natural – podem levar à destruição de glóbulos vermelhos. Por outro lado, as baixas velocidades aumentam os riscos de formação de coágulos e, logo, de derrames no paciente.

Em comunicado, os autores do artigo relataram as diferenças e as semelhanças observadas entre um TAH e um coração verdadeiro. “A perda de energia viscosa no coração artificial foi semelhante à de corações nativos saudáveis. Energia cinética turbulenta elevada foi encontrada em diversas áreas, mas os valores estavam bem abaixo dos encontrados em pacientes com doença valvar”.

Para que essas medições de velocidade e pressão do fluxo sanguíneo fossem aferidas de maneira adequada, os experimentos foram feitos com o protótipo sob simulações de condições fisiológicas próximas às verdadeiras. Além do coração artificial ser pulsátil, o estudo induziu no modelo frequências de 80, 105 e 120 bpm.

Fabricados a partir de filamentos fundidos – para que sejam capazes de funcionar em um ambiente de ressonância magnética –, os corações artificiais são dispositivos projetados para substituir completamente a função de um coração com insuficiência cardíaca.

Os TAHs podem ser classificados em duas categorias: bombas de fluxo contínuo e bombas pulsáteis.

As “bombas de fluxo” adaptam-se a pacientes menores, mas podem vir com uma desvantagem da síndrome de von Willebrand adquirida. Essa condição é caracterizada pela redução da adesão plaquetária devido a uma deficiência de proteína que se acredita ser causada por alto estresse, resultando em maiores riscos de sangramento interno.

Esse problema pode ser resolvido pelas “bombas pulsáteis”, pela sua vez. Como contra, esse TAH causa altas taxas de infecção, além de significativos efeitos tromboembólicos e hemodinâmicos.

Apesar dos avanços, estudos clínicos são necessários antes que o dispositivo sirva para uso. “Precisamos primeiro mostrar que ele funciona como uma ponte para o transplante, evitando que o paciente morra enquanto espera por um coração. Mas nosso objetivo final é fantástico e, quando o atingirmos, não haverá necessidade de corações de doadores”, declararam os autores.