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Las babosas inspiran un adhesivo que podría cerrar heridas del corazón

Biopegamento flexible para curar heridas
WYSS INSTITUTE AT HARVARD UNIVERSITY
Publicado 31/07/2017 8:16:35CET

   MADRID, 31 Jul. (EUROPA PRESS) -

   Cualquiera que haya intentado ponerse una tirita sobre la piel sabe que no es fácil y lo mismo sucede cuando se intentan reparar con adhesivos médicos lesiones internas ya que el cuerpo humano está lleno de sangre, suero y otros líquidos que complican la reparación. Además, muchos de estos productos adhesivos son tóxicos para las células, rígidos cuando se secan y no se adhieren con firmeza al tejido biológico.

   Un equipo de investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada y de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de John A. Paulson (SEAS) de la Universidad de Harvard han creado un 'adhesivo resistente' súper fuerte que es biocompatible y se une a los tejidos con una fuerza comparable al propio cartílago del cuerpo, incluso cuando están mojados.

   Cuando el primer autor Jianyu Li, (exbecario postdoctoral en el Instituto Wyss y ahora profesor asistente en la Universidad McGill) comenzó a pensar en cómo mejorar los adhesivos médicos, encontró una solución en un lugar poco probable: una babosa.

   El Arión ('Arion subfuscus'), común en Europa y parte de los Estados Unidos, secreta un tipo especial de moco cuando se siente amenazado que lo pega en el sitio, lo que hace difícil para un depredador poder cogerlo. Esta cola se determinó previamente que estaba compuesta de una matriz resistente cargada con proteínas positivamente cargadas, lo que inspiró a Li y sus colegas para crear un hidrogel de doble capa que consiste en una matriz de alginato-poliacrilamida que soporta una capa adhesiva que tiene polímeros cargados positivamente sobresaliendo de su superficie.

   La polímeros se unen a los tejidos biológicos a través de tres mecanismos que hacen que el adhesivo sea extremadamente fuerte. Pero la capa de matriz es igualmente importante, dice Li: "La mayoría de los diseños materiales anteriores se han centrado únicamente en la interfaz entre el tejido y el adhesivo. Nuestro adhesivo es capaz de disipar la energía a través de su capa de matriz, lo que le permite deformarse mucho más antes de romperse".

   El diseño del equipo para la capa de matriz incluye iones de calcio que están unidos al hidrogel de alginato a través de enlaces iónicos. Cuando se aplica tensión al adhesivo, los enlaces iónicos "sacrificiales" se rompen primero, permitiendo a la matriz absorber una gran cantidad de energía antes de que su estructura se vea comprometida.

   En las pruebas experimentales, los investigadores probaron su adhesivo en una variedad de tejidos secos y húmedos de cerdo incluyendo piel, cartílago, corazón, arteria y hígado, y encontraron que se unían a todos ellos con una fuerza significativamente mayor que otros adhesivos médicos.

   El nuevo adhesivo también mantuvo su estabilidad y unión cuando se implantó en ratas durante dos semanas, o cuando se usó para sellar un agujero en un corazón de cerdo que se infló y desinfló mecánicamente y posteriormente se sometió a decenas de miles de ciclos de estiramiento. Además, no causó daño tisular o adhesiones a los tejidos circundantes cuando se aplicó a una hemorragia hepática en ratones, efectos secundarios que se observaron tanto con superpegamento como con un adhesivo comercial a base de trombina.

   Así, este material de alto rendimiento tiene numerosas aplicaciones potenciales en el campo médico, ya sea como un parche que se puede cortar a los tamaños deseados y aplicarse a las superficies de los tejidos o como una solución inyectable para lesiones más profundas.

   También puede utilizarse para unir dispositivos médicos a sus estructuras objetivo. "Esta familia de adhesivos duros tiene aplicaciones de gran alcance --dice el coautor Adam Celiz, profesor en el Departamento de Bioingeniería del Imperial College de Londres--. Podemos fabricar estos adhesivos con materiales biodegradables, por lo que se descomponen una vez que han cumplido su propósito. También podríamos combinar esta tecnología con robótica suave para hacer robots pegajosos, o con productos farmacéuticos para hacer un nuevo vehículo para la ingesta de fármacos".

   "La naturaleza frecuentemente ya ha encontrado soluciones elegantes a problemas comunes, es una cuestión de saber dónde buscar y reconocer una buena idea cuando se ve una," explica el director fundador Wyss Donald Ingber, profesor de Biología Vascular en Harvard Escuela de Medicina y el Programa de Biología Vascular en el hospital Infantil de Boston, así como un profesor de Bioingeniería de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard.

   "Estamos muy contentos de ver cómo esta tecnología, inspirada por una babosa humilde, podría convertirse en una nueva tecnología para la reparación quirúrgica y cicatrización de heridas", concluye.

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