Científicos de la Universidad de Purdue crean un nuevo pegamento que reemplazaría a las suturas quirúrgicas tradicionales
Para cerrar una herida y unir tejidos, los cirujanos realizan suturas con hilos, grapas, clavos, tornillos y placas. Pero en algunos casos, esta unión quirúrgica resulta dolorosa y aumenta el riesgo de infección. Además que al intentar fijar fragmentos óseos pequeños utilizar estos métodos no resulta muy práctico. Por otra parte, estéticamente, habrá un daño inherente en el tejido sano circundante, lo que dejará más cicatrices.
Por lo que, investigadores en biomateriales se han dado a la tarea de crear otro tipo de materiales que en el futuro puedan sustituir las suturas tradicionales. De acuerdo con información de la Universidad Purdue, en Estados Unidos, se realizan más de 230 millones de cirugías en todo el mundo cada año, y más de 12 millones de heridas traumáticas se tratan en este país.
Hasta el momento, los adhesivos y selladores que se han desarrollado, aunque ya están aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA), enfrentan varios desafíos: son tóxicos, su aplicación sólo es tópica, provocan inflamación e irritación. Y algunos derivan de la sangre, lo que aumenta la posibilidad de transmisión de agentes patógenos, como la hepatitis y el VIH.
El biomaterial ideal para la aplicación biomédica tiene dos retos principales: la biocompatibilidad y la resistencia al agua y a la sangre.
Inspiración animal
En los esfuerzos por desarrollar mejores alternativas, un grupo interdisciplinario de investigadores de la Universidad de California, Santa Bárbara, en Estados Unidos, se inspiraron en adhesivos naturales creados por organismos como los gusanos castillos de arena y los mejillones.
El gusano castillo de arena se encuentra comúnmente a lo largo de la costa de California, construye su vivienda tubular con partículas de arena y conchas que va uniendo con un pegamento que produce con una glándula situada en su tórax. Al estudiar este pegamento, los investigadores descubrieron que son unas proteínas las que provocan que este pegamento natural se solidifique bajo el agua.
De esta manera, este proyecto, en 2016, se convirtió en uno de los antecedentes del adhesivo subacuático. Los investigadores tomaron esas proteínas y crearon una cola sintética que puede unir una gran variedad de superficies: plásticos, vidrios, metales, madera y tejidos biológicos.
Una nueva investigación ya pasó las pruebas de toxicidad
En abril de este año, cuatro científicos —Jane Brennan, Julie Liu, Bridget F. Kilbride y Jonathan Wilker— de la Universidad de Purdue, anunciaron la creación de un nuevo material. Se trata de un pegamento compuesto por el aminoácido 3,4-dihidroxifenilalanina (DOPA), un elemento de las proteínas que los mejillones y otros animales utilizan para adherirse a las rocas húmedas.
Al nuevo material, ELY16, que es similar a la elastina, se le añadió la enzima tirosinasa convirtiéndo la tirosina en una molécula DOPA adhesiva y formando el material mELY16. Ambos materiales (ELY16 y mELY16) no son tóxicos y son biocompatibles, la elastina les proporciona esta propiedad de coacervación, lo que hace posible una forma fácil de aplicar el adhesivo bajo el agua. También es una proteína natural que se encuentra en los tejidos, y se ha demostrado que los polipéptidos similares a la elastina pueden ser reforzados para cambiar la rigidez e imitar tejidos blandos.
Fuente: Sciencedirect.com
«Este polipéptido tipo elastina puede producir altos rendimientos de Escherichia coli y puede responder a factores ambientales como temperatura, pH y salinidad«, dijo Julie Liu, en un comunicado de prensa de la universidad.
Los investigadores probaron el polímero con células de ratón llamadas NIH / 3T3 fibroblastos. Estas células se utilizan a menudo en la investigación para evaluar la toxicidad de nuevos materiales, así como la biocompatibilidad. En todos los grupos, la viabilidad fue superior al 95 por ciento.
Esta investigación comenzó son sustratos de aluminio. Sin embargo, los investigadores están interesados en que su pegamento tenga aplicaciones biomédicas. Por lo que empezarán a realizar pruebas en tejidos blandos del cuerpo, sustratos más difíciles de trabajar.
