ES2279445T3 - Estimulacion del miocardio. - Google Patents

Abstract

Un sistema que comprende al menos dos electrodos (20, 22) configurados para suministrar estimulación eléctrica a material biológico transplantado en un miocardio de un corazón; y un procesador (54); caracterizado porque el procesador (54) está configurado para controlar el suministro de la estimulación durante la fase de expulsión de un ciclo cardiaco.

Description

Estimulación del miocardio.

Campo técnico

La presente invención se refiere a sistemas asociados con el corazón y, en particular, a sistemas asociados con la estimulación del miocardio.

Antecedentes

Durante la enfermedad arterial coronaria, la formación de placas estrecha la luz de la arteria coronaria, reduciendo el suministro de O_{2} al tejido cardiaco. Si la arteria coronaria se ocluye, el tejido cardiaco por el que pasa la arteria coronaria muere pronto de privación de O_{2}. La necrosis real del tejido del corazón se denomina infarto de miocardio, o ataque cardiaco.

Una vez que el tejido cardiaco ha muerto, se infiltra el tejido con fagocitos no contráctiles, que finalmente se sustituyen con tejido cicatrizado fibroso. El tejido cicatrizado fibroso, que incluye fibroblastos y una matriz extracelular, no contribuye de forma significativa a la contracción del corazón. Las células cardiacas no repueblan de forma natural la región dañada.

La cardiomioplastia celular implica transplantar células en el miocardio dañado para repoblar la región dañada. En un procedimiento, las células se transplantan mediante inyección directamente en o próximas al tejido afectado. Las células transplantadas son más elásticas que el tejido fibroso cicatrizado, y por lo tanto la presencia de las células potencia la elasticidad del corazón. La elasticidad proporcionada por las células mejora el rendimiento del corazón durante la diástole, que es la fase de relajación y llenado del ciclo cardiaco.

Sumario

En general, la invención se refiere a sistemas para estimular eléctricamente material biológico transplantado, tal como células transplantadas, para mejorar el rendimiento del corazón durante la sístole. En particular, la invención se refiere a dispositivos y técnicas para estimular material biológico transplantado en un miocardio de un corazón durante una fase de expulsión de un ciclo cardiaco. La invención proporciona un sistema que incluye al menos dos electrodos para suministrar estimulación al material biológico transplantado en un miocardio de un corazón y un procesador para controlar el suministro de la estimulación durante la fase de expulsión de un ciclo cardiaco. El sistema puede realizarse en un único IMD o en múltiples dispositivos. El sistema también puede incluir un sensor para detectar una señal biológica y también puede incluir la capacidad de suministrar terapia de desfibibrilación.

El material biológico transplantado puede incluir células, tales como mioblastos esqueléticos, células precursoras, fibroblastos y células manipuladas genéticamente. El material biológico puede comprender además componentes de células, tales como material genético, o un quimioatrayente para atraer células precursoras. Algo del material biológico tal como células esqueléticas, puede ser contráctil de forma natural. Se ha descubierto que la estimulación eléctrica puede provocar la diferenciación de la conversión fenotípica, causando que el material biológico se vuelva más contráctil.

En una aplicación típica, un dispositivo médico implantable (IMD) suministra un conjunto de pulsos de estimulación al tejido biológico transplantado cuando la contracción del tejido transplantado ayude a la función hemodinámica. En general, la estimulación durante la fase de expulsión del ciclo cardiaco, cuando las válvulas aórtica y pulmonar están abiertas, proporciona ayuda hemodinámica.

La invención abarca diversas técnicas para estimular el material biológico durante la fase de expulsión. El IMD puede, por ejemplo, temporizar el suministro de las estimulaciones observando una señal eléctrica generada por el corazón, tal como una onda R. En algunas realizaciones, el IMD puede suministrar estimulaciones que marquen el ritmo al corazón, y el IMD puede temporizar el suministro de las estimulaciones de acuerdo con el ritmo. El IMD también puede temporizar el suministro de las estimulaciones de acuerdo con una señal biológica detectada por un sensor, tal como un sensor de sonido, sensor de presión, sensor de impedancia, medidor de flujo o acelerómetro.

En una realización, la invención puede usarse en un método que comprende estimular eléctricamente material biológico transplantado en un miocardio de un corazón durante una fase de expulsión de un ciclo cardiaco. El material biológico transplantado puede estar en, o próximo a, una región infartada del miocardio. La estimulación puede incluir un conjunto de pulsos de estimulación.

En otra realización, la invención puede usarse en un método que comprende estimular eléctricamente material biológico transplantado en un miocardio de un corazón durante una fase de expulsión de un primer ciclo cardiaco, suspender la estimulación eléctrica del material biológico durante la fase de expulsión de un segundo ciclo cardiaco y controlar un parámetro hemodinámico durante el segundo ciclo cardiaco. El método también incluye determinar si estimular eléctricamente el material biológico durante la fase de expulsión de un tercer ciclo cardiaco en función del control. Este método puede usarse para determinar si la estimulación se debe continuar, interrumpir, continuar con un régimen de terapia de estimulación diferente, o si se indica la intervención del médico.

La invención puede dar como resultado una o más ventajas. El desarrollo de tejido necrótico causa que el corazón se vuelva menos elástico, y también puede afectar negativamente a la función hemodinámica. Se ha observado que el material biológico transplantado en o próximo a una región infartada de un corazón mejora la elasticidad del corazón. Además, la estimulación del material biológico de acuerdo con la invención puede mejorar la función hemodinámica del corazón, causando la contracción de al menos una porción del material biológico, contribuyendo de este modo a la expulsión de la sangre. Además, la aplicación de la estimulación puede acelerar la formación del tejido contráctil y prevenir la invasión de la región infartada por fibroblastos no contráctiles.

Los detalles de una o más realizaciones de la invención se muestran en los dibujos adjuntos y la descripción a continuación, solamente a modo de ejemplo. Otras características, objetos, y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la descripción y dibujos, y a partir de las reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una ilustración de un corazón humano que muestra el uso de cables y electrodos de acuerdo con una realización de la invención.

La Fig. 2 es un diagrama de bloques que muestra un sistema que puede estimular eléctricamente material biológico transplantado en un miocardio.

La Fig. 3 es un diagrama de temporización que ilustra señales y el tiempo de estimulación eléctrica de acuerdo con diversas realizaciones de la invención.

La Fig. 4 es un diagrama de temporización que ilustra un conjunto de estímulos que marcan el ritmo y una respuesta correspondiente del material biológico transplantado que tiene propiedades contráctiles de músculo esquelético.

La Fig. 5 es un diagrama de flujo que ilustra una técnica para temporizar el suministro de estimulación eléctrica.

Descripción detallada

La Fig. 1 es un diagrama esquemático de un corazón humano 10. La obstrucción en una rama de la arteria coronaria 12 ha privado a la región 14 de un suministro de sangre, y como consecuencia de oxígeno. Como resultado, el tejido del miocardio en la región 14 resultó dañado.

En particular, parte del tejido se ha vuelto necrótico, y se ha desarrollado una región infartada 14. En el ejemplo que se muestra en la Fig. 1, la región infartada 14 está en el epicardio del ventrículo izquierdo 16.

El tejido necrótico no contribuye a la acción de bombeo del corazón 10. En particular el tejido infartado no se contrae en respuesta a la excitación que tiene lugar durante un ciclo cardiaco. Normalmente, una excitación ventricular se propaga desde las proximidades hasta el vértice 18 por todo el miocardio ventricular mediante uniones gap en el músculo cardiaco, y el músculo cardiaco se contrae. La excitación, sin embargo, no causa que la región infartada 14 se contraiga. Al contrario, la región infartada 14 puede interrumpir la propagación de la excitación, afectando de este modo a la excitación del músculo cardiaco sano. Además, el tejido cicatrizado en la región infartada 14 es normalmente menos elástico que el músculo cardiaco, y puede alterar la función del corazón 10 durante las fases sistólica y diastólica.

En el ejemplo de la Fig. 1, una zona 15 próxima a la región infartada 14 se ha repoblado con material biológico transplantado. El material biológico, que puede transplantarse en, transplantarse próximo a o transplantarse alrededor del tejido necrótico, puede incluir cualquiera de varias sustancias biológicas, por separado o en combinación. El material biológico puede incluir células, tales como mioblastos esqueléticos, células precursoras, células endoteliales, células madre diferenciadas o indiferenciadas, células contráctiles indiferenciadas, fibroblastos y células manipuladas genéticamente. El material biológico puede comprender además componentes de células, tales como material genético, vectores genéticos tales como virus, o proteínas tales como Factor de Crecimiento similar a insulina u otros factores de crecimiento. El material biológico también puede incluir un quimioatrayente para atraer células precursoras del corazón o de otros órganos a la zona repoblada 15 o a la región infartada 14. Estas categorías de material biológico no son excluyentes entre sí, y un material biológico particular puede pertenecer a más de una categoría. Además, el material biológico transplantado no necesita ser exclusivamente biológico, sino que puede incluir un material inorgánico o manipulado, tal como un andamiaje para soportar material biológico. Además la invención no se limita a los materiales
particulares que se muestran en este documento.

La invención tampoco se limita a ninguna técnica de transplante particular. Para un paciente típico, un cirujano puede transplantar material biológico mediante inyección durante un procedimiento quirúrgico, tal como un procedimiento a corazón abierto. El cirujano puede inyectar el material biológico en el tejido necrótico o próximo al tejido necrótico. El cirujano también puede suministrar el material biológico a través de la vasculatura coronaria. En la práctica, se ha observado que las células implantadas migran, de modo que con el tiempo el material biológico transplantado en la región infartada 14 puede migrar fuera de la región infartada 14. Además, el material biológico transplantado en la región infartada 14 puede migrar a un sitio diferente dentro de la región infartada 14.

En la Fig. 1, la zona repoblada 15 rodea a la región infartada 14, y puede incluir toda o parte de la región infartada 14. En un paciente típico, la zona repoblada 15 puede tener un perímetro de aproximadamente un centímetro (0,4 pulgadas) alrededor del tejido necrótico. La invención no se limita sin embargo, a casos en los que la zona repoblada 15 rodea completamente la región infartada 14.

Se despliegan al menos dos electrodos próximos a la zona repoblada 15. En particular, se despliegan los electrodos 20 y 22 de modo que una línea entre los electrodos 20 y 22 siga sustancialmente la dirección de la contracción de las fibras de músculo cardiaco natural. Los electrodos 20 y 22 se despliegan de modo que una estimulación eléctrica suministrada al epicardio mediante los electrodos 20 y 22 crea una diferencia en el potencial eléctrico, que a su vez genera un campo eléctrico que captura fibras contráctiles en la zona repoblada 15. En otras palabras, los electrodos 20 y 22 se despliegan para causar que las fibras contráctiles en la zona repoblada 15 se contraigan en una dirección que ayude a la función hemodinámica. Una corriente fluye de un electrodo al otro, generalmente por conducción iónica a lo largo de la superficie del tejido, en lugar de mediante propagación por las uniones gap.

El material biológico contráctil transplantado tiende a orientarse por sí mismo en la dirección en la que se extiende el tejido. Por consiguiente, las fibras contráctiles del material transplantado se alinearán generalmente, con el tiempo, con las fibras de músculo cardiaco próximas.

No es necesario para la invención que todo el material biológico transplantado contribuya a la contracción. Las células indiferenciadas, por ejemplo, pueden experimentar diferenciación en respuesta a la estimulación, y pueden desarrollar capacidad contráctil. Además, parte del material biológico transplantado puede soportar al material biológico contráctil. Las células endoteliales, por ejemplo, pueden promover la vascularización en la zona repoblada 15, y el material genético puede promover la diferenciación o conversión fenotípica de otras células.

Los electrodos 20 y 22 se acoplan mediante cables 24 y 26 a un dispositivo médico implantable (IMD) (no se muestra en la Fig. 1). El IMD genera uno o más estímulos eléctricos, que se suministran al epicardio mediante los electrodos 20 y 22.

En la Fig. 1, se despliegan cables de marcado del ritmo y sensores en las cámaras del corazón 10 para controlar el corazón 10 y para administrar un marcado del ritmo, desfibrilación u otras terapias al corazón 10. Los cables de marcado del ritmo y sensores pueden acoplarse al mismo IMD como cables 24 y 26, o pueden acoplarse a IMD diferentes. Para fines de simplicidad, se supondrá que los cables de marcado del ritmo y sensores se acoplan al mismo IMD como cables 24 y 26.

Un cable atrial 28 se prolonga desde el IMD a través de la vena cava superior 30 y en el atrio derecho 32. El extremo distal del cable atrial 28 incluye uno o más electrodos de marcado del ritmo/sensores 34. Un cable ventricular 36 se prolonga desde el IMD a través de la vena cava superior 30, a través del atrio derecho 32 y en el ventrículo derecho 38. El extremo distal del cable ventricular 36 incluye uno o más electrodos de marcado del ritmo/sensores 40. Los electrodos 34 y 40 pueden ser bipolares o unipolares. Aunque en la Fig. 1 se muestran desplegados dentro de las cámaras del corazón 10, los cables pueden desplegarse de forma epicárdica, endocárdica, intravascular o en cualquier combinación de las mismas.

En el ejemplo representado en la Fig. 1, el IMD se configura para generar estimulaciones de marcado del ritmo, que se suministran al atrio derecho 32 o al ventrículo derecho 38 mediante electrodos de marcado del ritmo/sensores 34 y 40. Además, el IMD detecta la actividad eléctrica en el corazón 10 mediante los electrodos 34 y 40. En particular, el IMD detecta activaciones atriales y ventriculares mediante los electrodos 34 y 40. Los electrodos 34 y 40 pueden acoplarse a amplificadores de detección que detectan si la actividad eléctrica supera un umbral de detección. De esta manera, el IMD detecta ondas P indicativas de la activación atrial y ondas R indicativas de la activación ventricular. El IMD también puede detectar ondas T mediante los electrodos 34 y 40, que indican la repolarización ventricular que se produce al completarse la contracción ventricular.

El IMD también puede aplicar análisis de señales digitales a señales detectadas mediante los electrodos 34 y 40. Las señales pueden amplificarse y convertirse en señales multi-bit mediante un convertidor de análogica a digital (A/D). Un microprocesador puede emplear técnicas de análisis de señales digitales para diversos fines, tales como clasificar el ritmo cardiaco del paciente o analizar la morfología de las señales. Durante el análisis de las señales digitales, pueden medirse diversos parámetros cardiacos, tales como la duración del complejo QRS y el intervalo
Q-T.

El cable atrial 28 o el cable ventricular 36 o los dos, pueden incluir un electrodo de desfibrilación para suministrar terapia de desfibrilación bajo el control del IMD. Los electrodos de desfibrilación son deseables porque los pacientes que reciben estimulaciones a la zona repoblada 15 corren el riesgo de fibrilación. Los electrodos de desfibrilación proporcionan seguridad añadida en vista de este riesgo. Los cables atrial y ventricular 28, 36 también pueden incluir otros sensores, tales como sensores que responden a la presión sanguínea dentro del corazón 10.

La Fig. 2 es un diagrama simbólico del corazón 10 con un IMD 50. El IMD 50 controla el suministro de estímulos eléctricos a la zona repoblada 15 mediante los electrodos 20 y 22. El IMD detecta además la actividad atrial y ventricular mediante los electrodos 34 y 40, y también puede suministrar terapia de marcado del ritmo al corazón 10 mediante los electrodos 34 y 40. Además, el IMD 50 recibe señales de un sensor 52. El sensor 52 puede ser un sensor que detecta cualquier señal que refleje actividad fisiológica. En general, puede seleccionarse el sensor 52 para detectar la etapa del ciclo cardiaco del corazón 10. El sensor 52 puede ser, por ejemplo, un electrodo dispuesto en el epicardio, u un sensor de presión desplegado dentro del ventrículo derecho 38, o un sensor de sonido desplegado en cualquier sitio del cuerpo donde puedan detectarse sonidos del corazón. El sensor 52 también puede ser, por ejemplo, un acelerómetro en el extremo del cable que detecta el movimiento de la pared del corazón 10 en una, dos o tres dimensiones. El sensor 52 puede, aunque no es necesario, desplegarse en el cable ventricular 36 que se muestra en la Fig. 1. El sensor 52 también puede incluir múltiples sensores, tales como sensores de impedancia intercardiaca que detectan cambios en la impedancia que se producen durante el ciclo cardiaco.

El IMD 50 incluye al menos un procesador 54 que regula el suministro de estimulación eléctrica a la zona repoblada 15, y que además supervisa las operaciones de marcado del ritmo y desfibrilación. El procesador 54 comprende, por ejemplo, cualquier microporcesador, procesador de señales digitales, circuito integrado de aplicación específica o circuito integrado totalmente a medida.

El procesador 54 determina si el corazón 10 está en la fase de expulsión del ciclo cardiaco, y causa que se suministre estimulación eléctrica a la zona repoblada 15 durante la fase de expulsión. El procesador 54 puede, por ejemplo, almacenar una señal del sensor 52 en la memoria 55 y analizar la señal almacenada. El procesador 54 puede analizar una señal de presión, por ejemplo, para identificar un suceso en el que se produce un cambio máximo en la presión detectada en el ventrículo durante un ciclo cardiaco. Esta técnica de análisis se describirá con más detalle a continuación. La memoria 55 puede comprender cualquier combinación de memoria volátil y no volátil.

El procesador 54 también puede analizar las señales eléctricas recibidas mediante los electrodos 20, 22, 34 ó 40 y detectadas mediante un módulo de detección 56 tal como un circuito de medida de detección de picos y umbrales. En particular, el procesador 54 puede usar las señales eléctricas detectadas para determinar si el corazón 10 está en la fase de expulsión.

El procesador 54 incluye uno o más generadores e pulsos 56 para suministrar estimulaciones a la zona repoblada 15 bajo el control del procesador 54. El generador de pulsos 56 también puede servir como un circuito de producción de ritmo, que genera pulsos de marcado del ritmo para suministrarlos al atrio derecho 32 y al ventrículo derecho 38 mediante los electrodos 34 y 40, bajo el control del procesador 54. El procesador 54 pude usar pulsos de marcado del ritmo del generador de pulsos 57 para determinar si el corazón 10 está en la fase de expulsión.

El IMD incluye además un módulo de desfibrilación 58 que suministra terapia de desfibrilación o cardioversión bajo el control del procesador 54. El módulo de desfibrilación 58 suministra choques de alta energía al corazón 10 cuando el corazón 10 muestra una arritmia peligrosa. Como se ha indicado anteriormente, la capacidad de desfibrilación no es necesaria para la invención, pero es deseable. La existencia de un infarto agudo de miocardio se asocia a menudo con muerte súbita cardiaca causada por arritmias ventriculares, y las arritmias ventriculares pueden eliminarse eficazmente mediante terapia de desfibrilación.

En una realización de la invención, el IMD 50 controla el ritmo del corazón 10 administrando estimulaciones de marcado del ritmo mediante el electrodo atrial 34 y el electrodo ventricular 40. El IMD administra además estímulos próximos a la zona repoblada 15 mediante los electrodos epicediales 20 y 22. El IMD administra estímulos mediante los electrodos 20 y 22 para que coincidan con la acción de bombeo del corazón 10. Más específicamente, el IMD 50 administra estímulos mediante los electrodos 20 y 22 cuando las válvulas pulmonar y aórtica del corazón 10 están abiertas.

Los estímulos administrados mediante los electrodos 20 y 22 pueden causar que el tejido en o próximo a la zona repoblada 15 se contraiga en sincronía con otro tejido cardiaco. En particular, los estímulos causan que el material biológico transplantado en y próximo a la zona repoblada 15 se contraiga. Los estímulos generalmente no causan que el tejido cicatrizado en la región infartada 14 se contraiga.

La respuesta de diversos materiales biológicos a la estimulación es actualmente un objeto de investigación. Existen pruebas de que la estimulación eléctrica de algunos tipos de material biológico puede causar que el material biológico asuma características del tejido muscular. El material biológico puede, por ejemplo, mostrar signos de diferenciación, o puede mostrar indicaciones de conversión fenotípica, tales como cantidades aumentadas de mitocondrias, mayor resistencia a la fatiga o propiedades contráctiles mejoradas. Parte del material biológico, después de estimulación repetida, comienza a asumir características del músculo, tal como músculo esquelético. Se cree posible que la estimulación eléctrica del material biológico pueda causar la diferenciación en músculo cardiaco, que se acopla al tejido hospedador. En otras palabras, la investigación en curso puede incluir suplantar tejido cicatrizado con tejido contráctil vivo. Además, la estimulación eléctrica puede promover la proliferación de las células transplantadas, repoblando de este modo la región infartada 14 con tejido contráctil.

Para fines de describir la invención, sin embargo, se supone que al menos una porción del material biológico transplantado se contrae de alguna manera en respuesta a la estimulación eléctrica desde los electrodos 20 y 22. No es necesario que el material biológico suplante al tejido cicatrizado. No es necesario para la invención que todo el material biológico transplantado sea contráctil, o que el material biológico transplantado sea contráctil después del transplante. En su lugar, parte del material biológico transplantado puede no ser contráctil cuando se implanta, y puede volverse contráctil en el sitio de transplante en respuesta a la estimulación. Además no es necesario para la invención que el material biológico transplantado asuma cualquier característica o fenotipo particular.

Como se ha indicado anteriormente, la invención no se limita a ningún material o materiales biológicos particulares. Para fines de ilustración de la invención, se supondrá que el material biológico transplantado en y próximo a la región infartada 14 tiene características del músculo esquelético. En otras palabras, el material biológico se contrae en respuesta a la estimulación eléctrica, pero no necesita contraerse de la misma manera que el músculo cardiaco. En general, el músculo esquelético se contrae y se relaja más rápidamente que el músculo cardiaco. El músculo esquelético se contrae y se relaja en de diez a treinta milisegundos, pero el músculo cardiaco se contrae y se relaja en aproximadamente cien milisegundos. Por consiguiente, el IMD 50 suministra un conjunto de estímulos al material biológico para causar que el material biológico se contraiga y relaje de manera similar al músculo cardiaco. En otras palabras, el IMD 50 suministra un conjunto de estímulos al material biológico para causar que el material biológico contribuya a la acción de bombeo del corazón 10.

El conjunto de estímulos se suministra en un momento en el ciclo cardiaco en el que la contracción del material biológico contribuya a la función hemodinámica. En el ejemplo que se representa en las Fig. 1 y 2, en el que la región infartada 14 y la zona repoblada 15 están en el ventrículo izquierdo, el IMD 50 suministra los estímulos para que coincidan con la activación y el bombeo ventriculares. La duración, temporización y otras características del conjunto de estímulos dependen de la situación del material biológico.

La Fig. 3 es un diagrama de temporización que ilustra técnicas para suministrar estímulos al material biológico transplantado. La Fig. 3 incluye tres señales. Un electrocardiograma (ECG) 60 muestra la actividad eléctrica del corazón 10. El ECG 50 puede detectarse con electrodos desplegados en el cuerpo del paciente, incluyendo electrodos desplegados de forma epicárdica o endocárdica. Un marcador de sucesos 62 muestra estimulaciones eléctricas suministradas bajo el control del IMD 50. Una presión en forma de onda 64 muestra la presión dentro de un ventrículo del corazón 10, que puede medirse mediante un sensor de presión desplegado en el ventrículo derecho 38.

El IMD 50 suministra un conjunto de estímulos, identificados como "Estallido V" 66, al material biológico. Las características del conjunto de estímulos se describirán con más detalle a continuación. Además, el IMD suministra un pulso de marcado del ritmo atrial, identificado como "Ritmo A" 68, y un pulso de marcado del ritmo ventricular, identificado como "Ritmo V" 70. En el ejemplo que se muestra en las Fig. 1 y 2, los electrodos epicárdicos 20 y 22 suministran el Estallido V 66. Los electrodos 34 y 40 suministran Ritmo A 68 y Ritmo V 70.

En respuesta al suministro de Ritmo A 68, los atrios del corazón 10 se despolarizan. La despolarización se manifiesta en forma de una onda P 72 en el ECG 60. El suministro de Ritmo V 70 causa que los ventrículos del corazón 10 se despolaricen, lo que se manifiesta en el ECG 60 como el complejo QRS 74. La repolarización de los ventrículos se manifiesta en el ECG 60 en forma de onda T 76.

El IMD 50 suministra el Estallido V 66 en el momento en que la contracción de células transplantadas en la zona repoblada 15 ayudará en la función hemodinámica. Además, el IMD 50 evita suministrar el Estallido V 66 en el momento en que el corazón 10 es vulnerable a la inducción de arritmias. En el ejemplo que se muestra en las Fig. 1 y 2, el Estallido V 66 puede ayudar a la función de bombeo durante la contracción de los ventrículos, y en particular, cuando la fase de expulsión comienza y las válvulas aórtica y pulmonar están abiertas.

El suministro del Estallido V 66 en otros momentos en el ciclo cardiaco podría proporcionar menos asistencia hemodinámica, o ninguna asistencia hemodinámica en absoluto. El suministro del Estallido V 66 antes del complejo QRS 74 no ayudaría en la función hemodinámica, porque los ventrículos podrían estar relajados en lugar de contraídos. El suministro del Estallido V 66 durante la fase de contracción isovolumétrica generalmente proporcionaría poca asistencia hemodinámica, y puede causar que el material biológico se fatigue. La estimulación del material biológico durante la repolarización no solamente podría no conseguir ayudar a la función hemodinámica, sino que podría generar una arritmia peligrosa tal como fibrilación ventricular. Por consiguiente, el IMD 50 temporiza el suministro del Estallido V 66 para que tenga lugar cuando las válvulas aórtica o pulmonar estén abiertas. En general, las válvulas están abiertas durante una porción del segmento S-T, es decir, en algún momento entre el fin del complejo QRS 74 y la onda T 76.

La invención abarca temporizar el suministro del Estallido V 66 durante la fase de expulsión, es decir, mientras las válvulas aórtica o pulmonar están abiertas y la sangre se esta expulsando de los ventrículos. Existen diversas técnicas para suministrar el Estallido V 66 en un momento en el que el corazón 10 esté en la fase de expulsión.

Una técnica es suministrar el Estallido V 66 en un intervalo después de un suceso cardiaco intrínseco, o después de un suceso bajo el control del IMD 50. Por ejemplo, el IMD 50 puede suministrar el Estallido V 66 en un intervalo de tiempo después la onda R, que es el pico del complejo QRS 74, o en un intervalo de tiempo después del suministro de un ritmo ventricular 70. El intervalo de tiempo puede estar en función de diversos factores, tales como el ritmo cardiaco del paciente, u otros factores que afectan al segmento S-T.

Otra técnica de temporización usa la presión dentro de un ventrículo como indicador de si una válvula está cerrada o abierta. Puede desplegarse un sensor de presión en el ventrículo derecho 38 o en el ventrículo izquierdo 16. En la Fig. 3, se supone que se ha desplegado un sensor de presión en el ventrículo izquierdo 38. La señal de presión 64 refleja la presión detectada.

En un ciclo cardiaco, la despolarización ventricular causa la contracción ventricular. Durante un periodo de tiempo corto, la sangre no abandona los ventrículos, y la contracción de los ventrículos es isovolumétrica. Durante la contracción isovolumétrica, la presión en los ventrículos aumenta, pero es insuficiente para forzar que la sangre pase a través de la válvula aórtica o pulmonar. En la señal de presión 64, el inicio de la contracción isovolumétrica se refleja en un aumento brusco 78 de la señal de presión 78.

Cuando la presión en el ventrículo derecho 38 supera la presión en las arterias pulmonares, la sangre abre la válvula pulmonar, y el ventrículo derecho 38 expulsa sangre a las arterias pulmonares. Cuando la válvula pulmonar se abre, la contracción ya no es isovolumétrica. La presión en el ventrículo derecho 38, aunque sigue aumentando debido a la contracción ventricular, aumenta a un ritmo más lento. Como resultado hay un punto de inflexión 80 en la señal de presión ventricular derecha 80 cuando la válvula pulmonar se abre. El punto de inflexión 80 representa el punto de cambio máximo de presión en el tiempo. En la señal de presión ventricular derecha 64, el punto de inflexión 80 es el punto de máxima pendiente.

El punto de inflexión 80 puede encontrarse mediante el análisis de la señal de presión 64. Por ejemplo, el IMD 50 puede encontrar el valor máximo de la primera derivada de la señal de presión 64, o un corte con el eje de las x en la segunda derivada de la señal de presión 64. Detectando el punto de inflexión o el cambio máximo de presión, puede identificarse el momento de expulsión del ventrículo derecho 38.

Un proceso similar se produce en el ventrículo izquierdo 16, y puede analizarse una señal de un sensor de presión en el ventrículo izquierdo 16 de manera similar para determinar el momento en el que las fuerzas de presión abren la válvula aórtica. Para muchos pacientes, el despliegue de un sensor de presión en el ventrículo derecho 38 puede identificar adecuadamente la apertura de las dos válvulas pulmonar y aórtica, puesto que las dos válvulas se abren típicamente al mismo tiempo.

De esta manera, identificando un suceso en el que se produce un cambio máximo en la presión detectada en un ventrículo, el IMD puede detectar cuando el corazón 10 entra en la fase de expulsión. El IMD suministra el Estallido V 66 durante la fase de expulsión.

En una realización típica, el IMD 50 no necesita analizar una señal de sensor de presión con cada ciclo cardiaco. En su lugar, el IMD 50 puede suministrar el Estallido V 66 en un intervalo después de un suceso cardiaco intrínseco o de ritmo marcado, y puede realizar un análisis de la señal de presión de cuando en cuando para determinar si el intervalo causa que tenga lugar la estimulación durante la fase de expulsión.

La invención no se limita a temporizar estímulos en función de sucesos cardiacos intrínsecos, sucesos de ritmo marcado, o presiones. Pueden usarse otros sensores y señales para detectar la apertura de una válvula pulmonar o aórtica, o para estimar de forma fiable cuando están abiertas las válvulas. Un acelerómetro, un medidor de flujo, un sensor de impedancia intracardiaca o un sonomicrómetro, por ejemplo, pueden generar una señal que puede usarse para detectar si el corazón está en la fase de expulsión. Un micrófono que detecte sonidos del corazón también puede detectar el inicio de la contracción isovolumétrica detectando el cierre de las válvulas atrioventriculares. La identificación del inicio de la contracción isovolumétrica puede usarse para estimar de forma exacta cuando está el corazón 10 en la fase de expulsión.

En general, el Estallido V 66 comprende una serie de diferentes estimulaciones. La amplitud, anchura del pulso, cantidad de estimulaciones y el intervalo entre estimulaciones pueden variar en función del material biológico estimulado y la respuesta. Estos parámetros de estimulación pueden ajustarse para un paciente en particular, por ejemplo, para potenciar el volumen cardiaco o la sincronía cardiaca. En general, el Estallido V 66 debería suministrar suficiente energía para excitar el tejido, pero no tanta energía como para agotar la fuente de energía o dañar el tejido innecesariamente.

La Fig. 4 ilustra un Estallido V 90 ejemplar que comprende cinco pulsos bipolares que tienen formas de onda cuadrada. Cada pulso tiene una amplitud por encima del potencial umbral del material contráctil en la zona repoblada 15. La amplitud del voltaje depende de la cantidad de fibras contráctiles afectadas, que depende de la distancia entre los electrodos de estimulación 20 y 22. Por ejemplo, la amplitud del voltaje puede ser aproximadamente un voltio por milímetro de separación entre los electrodos 20 y 22. El Estallido V 90 puede incluir un pulso cada centésima de segundo, y cada pulso puede tener una anchura de pulso de un milisegundo. En términos generales, la forma de la forma de onda no es tan importante como la energía que proporciona al tejido, puesto que los estímulos deben ser lo suficientemente fuertes para excitar el tejido contráctil formado recientemente. Además, la forma de onda de estimulación debe estar típicamente en equilibrio de cargas, lo que significa que las cargas positiva y negativa se cancelan después de cada pulso. El equilibrio de cargas previene daños al tejido que rodea a los electrodos. Sin embargo, no es necesario que los segmentos positivo y negativo del pulso tengan la misma forma o duración.

En una aplicación en la que el material biológico incluye músculo esquelético, los pulsos del Estallido V 90 ejemplar vienen uno detrás de otro, y no permiten que el músculo se relaje totalmente después de cada pulso. Un gráfico de actividad contráctil 92 muestra que, después de la estimulación, la tensión muscular aumenta desde un estado relajado 94 hasta un pico 96, y después comienza a disminuir. Sin embargo, antes de que el músculo pueda relajarse totalmente, otro pulso de estimulación causa una respuesta de adición 98, aumentando más la tensión o manteniendo la tensión. Los pulsos de estimulación adicionales pueden causar una contracción tetánica sostenida 100. Cuando termina la estimulación, la tensión vuelve 102 a un estado de reposo.

El efecto de estimular el material biológico con un conjunto de estímulos es causar que las células del músculo esquelético se contraigan durante un periodo de tiempo más largo del que las células del músculo esquelético se contraerían normalmente. En otras palabras, el efecto es causar que las células del músculo esquelético tengan un tiempo de contracción comparable al de las células del músculo cardiaco. En el periodo inmediatamente después del transplante del material biológico, puede suspenderse la terapia de estimulación durante algunos ciclos cardiacos para permitir que el tejido se recupere y adquiera una tolerancia a la fatiga. Por ejemplo, la estimulación puede suministrase cada quinto ciclos cardiacos inmediatamente después del transplante, con la frecuencia de estimulación aumentando en el tiempo.

Además, la terapia de estimulación puede suspenderse de cuando en cuando de modo que el IMD 50 u otro dispositivo pueda controlar la función hemodinámica del corazón 10. El IMD 50 u otro dispositivo puede controlar, por ejemplo, parámetros hemodinámicos tales como el gasto cardiaco, volumen de expulsión, presión ventricular, flujo sanguíneo y similares. Mediante dicho control, el IMD 50 u otro dispositivo puede reunir datos que indiquen si el tejido transplantado contribuye o no a la función hemodinámica cuando se estimula. Los datos pueden indicar, por ejemplo, que el material biológico transplantado es ineficaz para contribuir al funcionamiento hemodinámico, en cuyo caso la terapia de estimulación puede interrumpirse para conservar energía para otras funciones, tales como desfibrilación o marcado del ritmo. Cuando el material biológico transplantado es ineficaz para contribuir al funcionamiento hemodinámico, la intervención del médico, tal como intervención para trasplantar nuevo material biológico, puede estar también indicada. Los datos también pueden indicar que el material biológico se ha integrado en el miocardio nativo, en cuyo caso la terapia de estimulación puede reducirse para permitir que el nuevo tejido se excite de forma intrínseca mediante el sistema de conducción endógena del corazón 10. La terapia de estimulación puede reducirse suministrando estimulación eléctrica a una frecuencia por ciclo cardiaco reducida, tal como suministrando un conjunto de pulsos de estimulación por cada cinco ciclos cardiacos en lugar de un conjunto de pulsos de estimulación por cada ciclo cardiaco. Los datos también pueden indicar que la terapia de estimulación continuada es apropiada.

La Fig. 5 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de la invención. El IMD 50 detecta una o más señales indicativas de un suceso cardiaco intrínseco o de ritmo marcado (110). La señal detectada puede incluir una señal biológica, tal como una señal de presión, una señal sensible al movimiento, una señal eléctrica o una señal de sonido del corazón. La señal puede corresponder también a un suceso de marcado del ritmo, tal como el suministro de un ritmo ventricular. Dependiendo de la señal detectada, el IMD 50 puede esperar durante un intervalo de tiempo (112) para que el corazón 10 entre en la fase de expulsión, y después el IMD 50 suministra estimulación a al zona repoblada (114). El 50 temporiza el suministro de estimulación (114) para que coincida con la fase de expulsión del corazón 10.

En una realización de la invención, el intervalo de espera (112) puede eliminarse. Cuando la señal indicativa de un suceso cardiaco es una señal de presión ventricular, por ejemplo, el IMD 50 puede suministrar estimulación (114) inmediatamente después de detectar el máximo cambio de presión, sin espera. Sin embargo, el análisis de una señal de presión con cada ciclo cardiaco puede dar como resultado un procesamiento de señales que agota la fuente de energía del IMD 50.

Sin embargo, en una realización típica, el IMD 50 detecta al menos una señal indicativa de un suceso cardiaco en cada ciclo cardiaco, y detecta otras señales menos frecuentemente. En una aplicación ilustrativa, el IMD50 detecta los amplificadores de detección de onda R en cada ciclo cardiaco (110), espera durante un intervalo de tiempo después de la onda R (112), y suministra una estimulación en un momento en el que se espera que el corazón 10 esté en la fase de expulsión (114). Cuando la detección de una onda R con un amplificador de detección consume menos energía que el análisis de la señal de presión, puede ser más eficaz temporizar el suministro de estímulos con respecto a la onda R detectada. El análisis de la señal de presión puede seguir realizándose periódicamente para asegurar que la estimulación tiene lugar durante la fase de expulsión, pero no se necesita realizar el análisis de la señal de presión en cada ciclo cardiaco.

El IMD 50 puede detectar además la onda T (116). Como se ha indicado anteriormente, la estimulación debe tener lugar generalmente mientras las válvulas aórtica y pulmonar están abiertas, y las válvulas generalmente están cerradas en el momento en que se produce la onda T. Controlando la onda T (116), el IMD 50 verifica que la estimulación (114) tiene lugar durante el segmento S-T, y que la estimulación no tiene lugar cuando el corazón 10 es vulnerable a la inducción de arritmias. La onda T puede, pero no necesita, controlarse en cada ciclo cardiaco.

De cuando en cuando, el IMD 50 puede determinar si los estímulos se están suministrando en el momento apropiado (118). Dicha determinación puede basarse en señales tales como señales de presión y señales de control de la onda T, que pueden indicar si el periodo de espera después de la detección de la onda R es apropiado, o demasiado corto o demasiado largo. Cuando se necesita un ajuste del tiempo, el IMD 50 aumenta o disminuye el periodo de espera (120). El IMD 50 puede comprobar la temporización (118) periódicamente, tal como después de una cantidad fijada de ciclos cardiacos, o en respuesta a un suceso, tal como un aumento en el ritmo cardiaco, o ambos.

Las diversas realizaciones de la invención pueden dar como resultado una o más ventajas. Aunque el tejido necrótico es menos elástico que el tejido cardiaco sano, el transplante de material biológico puede mejorar la elasticidad del corazón. Además, el tejido necrótico afecta negativamente a la función hemodinámica, pero el transplante de material biológico, combinado con estimulación eléctrica, puede restaurar parte de la capacidad de bombeo a una región dañada del tejido del corazón.

Además, la invención puede complementar otros tratamientos para el infarto de miocardio. El bypass de arteria coronaria, por ejemplo, puede abordar la provisión de un suministro de sangre al tejido del corazón, pero no aborda los efectos del tejido cicatrizado sobre la elasticidad y la capacidad de bombeo del corazón. La invención, sin embargo, puede abordar estos asuntos.

El siguiente ejemplo, que demuestra algunos de los aspectos de la invención, es para fines ilustrativos. Los sujetos del ensayo incluyeron nueve perros.

Tres perros formaron el grupo de control y seis perros formaron el grupo de "ensayo" o "tratamiento". Se obtuvieron biopsias de músculo esquelético de aproximadamente 5 gramos del músculo masetero de todos los animales para el aislamiento de células de músculo esquelético, o células "satélite". Los detalles de un procedimiento para aislar y cultivar células satélite se describen en Chiu RC-J et al., "Cellular Cardiomyoplasty: Myocardial Regeneration With Satellite Cell Implantation.," Ann. Thorac. Surg 60:12-8 (1995).

Aproximadamente dos semanas después del procedimiento de biopsia, se indujo infarto de miocardio en todos los animales mediante la oclusión temporal de la arteria coronaria descendente anterior izquierda (LAD) seguido de reperfusión. Esta técnica se describe en Kao RL et al., "Satellite Cell Transplantation to Repair Injured Myocardium," Card. And Vasc. Regener. 1: 31-42 (2000). Después del infarto/reperfusión, los animales en el grupo de control recibieron inyecciones de medio de cultivo (Sigma), y los animales en el grupo de tratamiento recibieron 5 x 10^{7} células satélite autólogas mediante inyección intra-miocárdica. Seis semanas después de la cirugía inicial, se anestesiaron los animales, se abrió la caja torácica, y se colocaron los instrumentos para la medición fisiológica de la función cardiovascular. Se introdujeron catéteres de presión intravasculares (Millar Instruments, Inc., Houston, TX) en el ventrículo izquierdo y se colocaron sondas de flujo (Transonic System, Inc., Ithaca, NY) alrededor de la aorta.

Los nueve animales del estudio se sometieron a estudios de la función cardiovascular, durante los cuales el miocardio recibió estimulación eléctrica. La función hemodinámica del corazón de cada animal se evaluó antes de que los animales recibieran la estimulación eléctrica.

Se unieron cables epicárdicos unipolares al atrio y al ventrículo para marcar el ritmo a las dos cámaras del corazón. Los separadores de costillas usados en la cirugía sirvieron como el electrodo de retorno para los pulsos marcadores del ritmo unipolares enviados al atrio y al ventrículo. Se unieron dos electrodos epicárdicos al miocardio, cerca del perímetro de la región infartada, que se usaron para suministrar estimulación bipolar al músculo esquelético formado en la región infartada. Los electrodos epicárdicos se colocaron de modo que el campo eléctrico creado por estos electrodos era perpendicular a la orientación de las fibras del músculo, lo que permitía la captura del máximo número de fibras en la zona repoblada. Los cinco cables, cable de estimulación atrial y ventricular, electrodo de retorno conectado al separador de costillas y los dos cables que van a la zona infartada se unieron a un estimulador diseñado a medida para el estudio.

La porción marcapasos de este estimulador a medida proporcionaba pulsos en modo DOO, lo que significa que a las dos cámaras se les marcaba el ritmo en todo momento, sin detección de la activación intrínseca, y sin ninguna inhibición del marcado del ritmo. Se eligieron la velocidad del marcado del ritmo y el retraso atrioventricular marcado para que fueran ligeramente superiores que la velocidad intrínseca del animal para sobreimpulsar el nodo sinoatrial y para asegurar que el marcapasos exclusivamente gobernaba la temporización de las contracciones atrial y ventricular. La amplitud de salida del estimulador se ajustó hasta que la captura de las dos cámaras del corazón pudo verificarse a partir del ECG de superficie controlado. Los parámetros fisiológicos medidos, tales como flujo aórtico y presión ventricular izquierda, mientras se aplicó un marcado del ritmo DOO, formaron el punto de referencia para mediciones posteriores.

En referencia a la Fig. 2, cada animal recibió un electrodo atrial 34 dispuesto en el atrio derecho 32 y un electrodo ventricular 40 dispuesto en el ventrículo derecho 38. Cada animal recibió además electrodos de estimulación 20 y 22 próximos a la región que había recibido el medio de cultivo (en el caso del grupo de control) o las células satélite (en el caso del grupo de ensayo). Los electrodos 20 y 22 estaban separados aproximadamente 50 milímetros.

En referencia a la Fig. 3, cada animal recibió un ritmo atrial 68, un ritmo ventricular 70 y un Estallido V 66. Como se ha indicado anteriormente, se controló el ECG 60 de cada animal.

Puesto que las células satélite colocadas en o próximas a la región infartada, se obtuvieron de músculos esqueléticos que tenían respuesta de contracción rápida, la estimulación incluía un tren de cinco pulsos en la estimulación del Estallido V 66. La duración de la estimulación del Estallido V 66 era de 41 milisegundos. El objeto de suministrar un conjunto de pulsos era causar una contracción de larga duración del músculo esquelético formado en la zona repoblada, lo que aumentaría la función sistólica producida por el miocardio nativo sano. La estimulación del estallido se aplico en modo bipolar, es decir, entre los electrodos 20 y 22. El objeto de la estimulación bipolar era reducir la estimulación involuntaria de los músculos esqueléticos de alrededor del pecho.

Cada pulso en el tren de estallido era catódico (negativo) durante un milisegundo, anódico (positivo) durante ocho milisegundos, y el sistema de circuitos de estimulación se diseñó para eliminar todas las cargas que se dejaban en el tejido durante la estimulación catódica usando el pulso anódico. La temporización de la estimulación del estallido se determinó usando el pulso de estimulación ventricular del marcapasos DOO como referencia. Además, se tuvo cuidado para ajustar el tiempo de la estimulación del estallido para prevenir que la estimulación coincidiera con la onda T 76 y el periodo vulnerable del ciclo cardiaco, para reducir la posibilidad de inducir fibrilación ventricular. La amplitud de los pulsos, y el retraso entre el suministro del ritmo ventricular y el tren de estallido, se controlaron de forma independiente.

Las mediciones de la presión sanguínea ventricular izquierda y el flujo sanguíneo aórtico se repitieron durante la aplicación del marcado del ritmo DOO combinado con estimulación del estallido, y se usaron para medir el beneficio añadido de la contracción estimulada del músculo esquelético en la zona repoblada. Se estimó la presión arterial media en función de las presiones diastólica y sistólica. El gasto aórtico multiplicado por la presión arterial media dio la energía cardiaca, y la energía cardiaca era indicativa de la función hemodinámica.

Los datos recogidos con respecto a la función hemodinámica mostraban que los corazones en el grupo de ensayo mantenían una estructura elástica, mientras que las regiones infartadas de los corazones en el grupo de control ganaban más propiedades plásticas. Las células transplantadas potenciaban la elasticidad del corazón, mientras que el tejido cicatrizado fibroso en el grupo de control no.

Cuando la amplitud de los pulsos estaba en o por encima de cincuenta voltios (es decir, un voltio por milímetro de separación entre electrodos), y el retraso entre el suministro del ritmo ventricular y el tren de estallido era de aproximadamente cincuenta milisegundos o mayor, la energía mostrada por el ventrículo izquierdo mostraba una mejora considerable, en comparación con el mismo animal cuando no estaba estimulado con un tren de estallido. Tres de los seis animales en el grupo de tratamiento mostraban mejora en la energía cardiaca cuando se les marcaba el ritmo y se estimulaban con un tren de estallido, con la mejora siendo de aproximadamente del cuarenta y cinco al noventa por ciento, mientras que tres no mostraron mejora significativa. En el grupo de control, ninguno de los animales mostró mejora en la energía cardiaca.

Después de la medición de la función cardiaca, los animales se sacrificaron, y los corazones se retiraron para exámenes morfológicos e histológicos. Los resultados de los exámenes mostraron que los animales en el grupo de tratamiento desarrollaron tejido muscular de apariencia sana en el sitio del implante de células satélite. En los animales de control, por el contrario, la región infartada tenía abundante tejido conectivo formado por fibrina y colágeno, sin rastro de cardiomiocitos.

El ejemplo anterior es ilustrativo de una aplicación de la invención, y la invención no está limitada a los protocolos de ensayo particulares descritos anteriormente.

Además, las realizaciones específicas anteriores son ilustrativas de la puesta en práctica de la invención, y pueden realizarse diversas modificaciones sin alejarse del alcance de las reivindicaciones. Por ejemplo, no es necesario que un único dispositivo controle el marcado del ritmo del corazón y el suministro de estímulos a la zona repoblada. En una variación, un primer dispositivo puede ser responsable del marcado del ritmo y otro dispositivo puede ser responsable del suministro de estímulos a la zona repoblada.

En otra variación, el paciente puede no requerir marcado del ritmo, y el IMD puede ser un supervisor, en lugar de un marcapasos. Dicho IMD puede detectar sucesos cardiacos intrínsecos, lo que puede usarse para temporizar el suministro de los estímulos. En una variación más, el IMD puede ser un dispositivo de equipamiento completo, que proporciona marcado del ritmo tal como marcado del ritmo atrial, ventricular derecho, ventricular izquierdo y bi-ventricular. Un dispositivo de equipamiento completo puede proporcionar además terapias tales como terapia de cardioversión, terapia de desfibrilación marcado del ritmo anti-taquicardia, además de la estimulación de la zona repoblada. La invención abarca todas estas variaciones.

Las colocaciones de electrodo y sensor que se muestran en las Fig. 1 y 2 son ejemplares, pero la invención también abarca otros despliegues. Por ejemplo, los electrodos que estimulan la zona repoblada pueden desplegarse de forma endocárdica. Los electrodos pueden desplegarse, por ejemplo, en el extremo distal del cable que entra en el ventrículo derecho, penetra en la pared septal, y se fija al tejido en el ventrículo izquierdo próximo a la región infartada. En otra variación, los electrodos pueden desplegarse en un vaso, mediante el seno coronario y la vena mayor.

Si los cables se despliegan endocárdicamente o mediante la vasculatura coronaria puede depender de si la región infartada es accesible a dicho despliegue. Algunos cables incluyen equipos anti-coagulación.

La invención no se limita a ninguna colocación particular de electrodos. Por el contrario, los electrodos de estimulación normalmente se desplegarían de acuerdo con la posición y orientación de la región infartada y la zona repoblada de cada paciente individual. Aunque los ejemplos en las Fig. 1 y 2 muestran daños al ventrículo izquierdo, las técnicas de la invención también pueden aplicarse cuando ha habido daños al ventrículo derecho, por ejemplo, o cuando ha habido daños al septo intraventricular. La invención tampoco se limita a ninguna clase particular de electrodos o ninguna técnica o mecanismo de fijación particular para colocar los electrodos. Los electrodos pueden ser, por ejemplo, electrodos de área-superficie pequeña o electrodos lineales mayores cosidos en el tejido, o electrodos desplegados en parches aplicados al tejido. Los electrodos pueden incluir, por ejemplo, conductores metálicos o polímeros conductores convencionales.

La invención no se limita a los esquemas de estimulación particulares descritos en este documento. Diferente material biológico puede responder de forma diferente a la estimulación eléctrica. Por consiguiente, un IMD puede programarse para aplicar un esquema de estimulación que funcione mejor para el paciente. Además, la invención no excluye otras terapias de estimulación. Por ejemplo, la invención incluye estimulación por debajo del umbral, que suministra al material biológico energía insuficiente para causar la contracción, pero que puede promover la neovascularización de la zona repoblada o de la región infartada.

La invención puede realizarse en un medio legible por ordenador con instrucciones que causan que un procesador programable realice las técnicas descritas anteriormente. Un "medio legible por ordenador" incluye aunque sin limitación memoria de sólo lectura, memoria Flash, EPROM y un medio de almacenamiento magnético u óptico. El medio puede comprender instrucciones para causar que un procesador programable estimule eléctricamente material biológico transplantado en un miocardio de un corazón durante una fase de expulsión de un ciclo cardiaco.

Claims (11)

1. Un sistema que comprende:

al menos dos electrodos (20, 22) configurados para suministrar estimulación eléctrica a material biológico transplantado en un miocardio de un corazón; y un procesador (54); caracterizado porque el procesador (54) está configurado para controlar el suministro de la estimulación durante la fase de expulsión de un ciclo cardiaco.

2. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además un generador de pulsos (57) configurado para generar la estimulación eléctrica.

3. El sistema de la reivindicación 1 ó 2, en el que la estimulación eléctrica comprende un conjunto de pulsos de estimulación.

4. El sistema de la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que el material biológico comprende células.

5. El sistema de la reivindicación 4, en el que el material biológico comprende células seleccionadas entre mioblastos esqueléticos, células madre diferenciadas, células madre indiferenciadas, fibroblastos, células endoteliales y células manipuladas genéticamente.

6. El sistema de la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que el material biológico comprende genes.

7. El sistema de la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que el material biológico comprende un quimioatrayente.

8. El sistema de cualquier reivindicación anterior, que comprende además un sensor (52) configurado para detectar una señal biológica.

9. El sistema de la reivindicación 8, en el que el procesador (54) se configura además para controlar el suministro de la estimulación en respuesta a la señal biológica.

10. El sistema de la reivindicación 8, en el que el sensor (52) comprende al menos uno de un electrodo, un sensor de presión sanguínea, un acelerómetro, un sonomicrómetro, un medidor de flujo, un sensor de impedancia y un sensor de sonido.

11. El sistema de cualquier reivindicación anterior, que comprende además un módulo de desfibrilación (58) configurado para suministrar un choque de desfibrilación al corazón.