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'Hidrogel elástico' muestra promesa en la reparación de heridas
Los bioingenieros han desarrollado un hidrogel fuerte hecho de proteínas que se vuelve tan elástico como la piel y los vasos sanguíneos cuando se exponen a la luz.
Cuando se expone a la luz, el gel a base de proteínas imita muchas de las características del tejido elástico como la piel y los vasos sanguíneos.
Crédito de la imagen: Nasim Annabi / BWHLos bioingenieros han desarrollado un nuevo gel a base de proteínas que, cuando se expone a la luz, imita muchas de las propiedades del tejido elástico, como la piel y los vasos sanguíneos.
Si bien aún es temprano, es necesario realizar más pruebas antes de que esté listo para los ensayos en humanos, esperan que el nuevo biomaterial algún día se use en la curación de heridas, como después de una lesión o cirugía.
En el diario Materiales funcionales avanzados, el equipo, incluidos miembros del Hospital Brigham and Women's (BWH) de la Harvard Medical School en Boston, MA, describe el nuevo material, sus propiedades clave y cómo lo probaron en tejidos de laboratorio y modelos animales de curación de heridas.
Co-autor senior Nasim Annabi, anteriormente un instructor en BWH, y ahora un profesor asistente de ingeniería química en Northeastern University, Boston, dice:
"Estamos muy interesados ??en diseñar materiales fuertes y elásticos a partir de proteínas porque muchos de los tejidos del cuerpo humano son elásticos".
Uno de los desafíos a los que se enfrentan los bioingenieros en el desarrollo de dichos materiales es afinar la elasticidad y la flexibilidad para que coincida con la del tejido corporal.
"Nuestro hidrogel es muy flexible, está hecho de un polipéptido biocompatible y puede activarse con luz", señala el profesor Annabi.
Los hidrogeles bioingeniería son materiales gelatinosos artificiales utilizados en medicina para imitar las propiedades del tejido humano. Pero los que están actualmente en uso tienen inconvenientes, ya que el coautor y profesor Ali Khademhosseini, quien dirige un laboratorio de ingeniería de tejidos en BWH, explica:
"Algunos geles sintéticos se degradan en sustancias químicas tóxicas con el tiempo, y algunos geles naturales no son lo suficientemente fuertes como para soportar el flujo de sangre arterial a través de ellos".
El hidrogel parece fuerte, elástico y se degrada sin efectos secundarios tóxicos
Los investigadores dicen que su nuevo biomaterial, llamado hidrogel basado en polipéptidos elastínicos (ELP) fotocrosslinkable, ofrece numerosos beneficios.
El hidrogel ELP se forma cuando un polipéptido - una cadena de aminoácidos - se expone a la luz. La luz hace que se formen fuertes enlaces entre las moléculas a lo largo de la cadena, lo que la hace mecánicamente estable sin tener que agregar productos químicos.
Cuando probaron el hidrogel ELP, los investigadores descubrieron que podían controlar no solo su dureza, sino también cuánto podía hincharse, y que podía soportar más estiramientos que el tejido de las arterias.
Los autores también señalan que el hidrogel puede ser digerido por enzimas de origen natural, y las pruebas en células vivas no revelaron ningún efecto secundario tóxico.
En cuanto a cómo se podría usar el gel, la Prof. Annabi dice que pueden ver varias aplicaciones posibles, como usar un andamio para cultivar células o incorporarlo con células en un plato y luego inyectarlas para que el tejido vuelva a crecer. Otro posible uso es como sellador para crear una barrera protectora sobre una herida.
'Gran potencial' para uso clínico
En otras pruebas, el equipo descubrió que podían mejorar el poder de curación de las heridas del gel al combinarlo con nanopartículas de sílice que ya habían demostrado detener el sangrado. El profesor Annabi dice que una aplicación de este tipo permitiría a los médicos dejar de sangrar de inmediato con un solo tratamiento. Ella concluye:
"Vemos un gran potencial para su uso en la clínica. Nuestro método es simple, el material es biocompatible, y esperamos ver que solucione los problemas clínicos en el futuro".
Las subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud y la National Science Foundation ayudaron a financiar el estudio.
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