Los dispositivos de asistencia ventricular (VAD) se han convertido en un estándar de atención en el tratamiento de pacientes con insuficiencia cardíaca avanzada, sin embargo, el riesgo de trombosis y accidente cerebrovascular sigue siendo un desafío importante 1,2. La trombosis dentro de los VAD generalmente se evalúa durante estudios preclínicos con animales, que, si bien son valiosos, presentan costos sustanciales y desafíos logísticos. Estos estudios requieren muchos recursos, requieren mucho tiempo y son susceptibles de que un solo defecto comprometa toda la prueba y requiera ensayos adicionales. Esto no solo aumenta la carga financiera, sino que también plantea preocupaciones éticas debido a la necesidad de repetir las pruebas con animales.
Aunque existen muchos modelos numéricos para predecir el depósito de plaquetas y la trombosis 3,4,5,6, solo unos pocos son adecuados para simular la formación de trombos en dispositivos a macroescala como los VADs 7,8,9. Además, los modelos existentes asumen inevitablemente superficies idealizadas y geometrías "estancas" simplificadas, que no reflejan con precisión las complejidades e imperfecciones de los conjuntos de bombas del mundo real. Cuando se consideran las interacciones plaqueta-superficie, estos modelos a macroescala generalmente emplean propiedades de material prescritas uniformemente (típicamente modeladas como un coeficiente en las condiciones límite superficie-flujo)10,11,12. En consecuencia, los modelos numéricos no pueden sustituir por completo a las pruebas experimentales con sangre.
Tanto la elección del material como el acabado de la superficie juegan un papel fundamental en la adhesión de las plaquetas en las superficies VAD 13,14,15,16,17. Las imperfecciones, como las manchas ásperas o las irregularidades, pueden favorecer la adhesión de las plaquetas y la formación de trombos. Además, las grietas entre los componentes en la ruta del flujo pueden servir como un nido para la trombosis, proporcionando entornos protegidos donde se pueden formar y crecer coágulos18,19. El uso de grasa, lubricantes o selladores durante el montaje también puede suponer un riesgo, ya que estas sustancias pueden filtrarse en la trayectoria del flujo e interactuar con la sangre, lo que aumenta aún más el riesgo de complicaciones.
Por lo tanto, existe la necesidad de un protocolo de pruebas in vitro bien definido que pueda evaluar de forma fiable la tromboresistencia de los VAD antes de que se sometan a pruebas con animales o a su uso clínico. Si bien existe una norma ASTM ampliamente adoptada para la evaluación de la hemólisis20, no existe una norma de este tipo para las pruebas de trombogenicidad de los VAD en condiciones de funcionamiento clínicamente relevantes21. A pesar de los estudios seminales que datan de hace tres décadas y demuestran la factibilidad de las pruebas de trombosis in vitro para bombas de sangre 22,23,24,25, la prueba en animales ha persistido como la práctica de facto para evaluar la trombosis hasta la fecha26. El obstáculo para una adopción más amplia de los métodos in vitro ha sido probablemente la naturaleza compleja de la coagulación, con la multitud de factores de confusión que pueden influir en los resultados de las pruebas, lo que dificulta diferenciar la trombogenicidad intrínseca de la bomba de los artefactos que surgen debido a limitaciones metodológicas y errores de procedimiento.
Esto nos motivó a compartir un protocolo detallado como guía para que los experimentalistas eviten trampas, promoviendo así el uso de pruebas in vitro y mitigando la dependencia de los estudios con animales. El protocolo aquí descrito, derivado de Maruyama et al.27, fue refinado y validado durante el diseño del VAD pediátrico PediaFlow (PF5) de5ª generación28,29. Este método de prueba demostró ser fundamental para identificar y abordar sistemáticamente los riesgos trombogénicos potenciales en los prototipos de VAD antes de las pruebas con animales.