Nuevo hidrogel puede reparar desgarros en tejido humano
El gel se inyecta directamente en el tejido. Crédito: Alain Herzog 2021 EPFL
Los científicos de EPFL han desarrollado un gel inyectable que puede adherirse a varios tipos de tejidos internos blandos y reparar los desgarros resultantes de un accidente o trauma.
Nuestros tejidos blandos pueden desgarrarse durante un accidente de esquí, un accidente automovilístico o un accidente en el hogar, por ejemplo. Y los cirujanos pueden tener dificultades para volver a unir el tejido, ya que los puntos a menudo hacen más daño que bien. Según Dominique Pioletti, director del Laboratorio de Ortopedia Biomecánica de la Escuela de Ingeniería de la EPFL, tales cirugías no siempre producen resultados óptimos porque el tejido reparado generalmente no cicatriza adecuadamente. Este tiende a ser el caso de los desgarros en el cartílago y la córnea, por ejemplo.
Investigadores de todo el mundo han intentado durante años desarrollar un adhesivo para tejidos blandos que pueda soportar las tensiones y tensiones naturales del cuerpo humano. El grupo de Pioletti ahora ha presentado una nueva familia de biomateriales inyectables que pueden unirse a varias formas de tejido blando. Sus bioadhesivos, en forma de gel, se pueden usar en una variedad de aplicaciones para el tratamiento de lesiones. Su investigación acaba de publicarse en Macromolecular Rapid Communications.
Se pega como pegamento
El hidrogel producido en LBO está compuesto en un 85 % por agua y tiene dos ventajas clave: se puede inyectar en cualquier parte del cuerpo humano, y demuestra una alta adhesión intrínseca sin tratamiento superficial adicional. «Lo que hace que nuestro hidrogel sea diferente es que cambia la consistencia al tiempo que proporciona una alta adhesión a los tejidos blandos», dice Peyman Karami, un postdoctorado en el laboratorio de Pioletti que desarrolló el gel durante su doctorado. «Se inyecta en forma líquida, pero luego se fija cuando se aplica una fuente de luz, lo que le permite adherirse al tejido circundante».
El hidrogel de los científicos funciona a través de un diseño completamente nuevo que permite un control independiente de sus propiedades mecánicas y adhesivas. El resultado es un hidrogel versátil que los médicos pueden usar como pegamento para los tejidos blandos de todo el cuerpo humano.
Crédito: Ecole Polytechnique Federale de Lausanne
Inspirados en los mejillones
Para obtener estas propiedades versátiles en su hidrogel, los científicos tomaron el polímero base y lo modificaron con los compuestos que juegan un papel importante en la adhesión tisular. El primero se conoce como Dopa y se deriva de los mejillones. «Dopa es lo que permite que los mejillones se adhieran firmemente a cualquier tipo de superficie, ya sea orgánica o no», dice Pioletti. El segundo es un aminoácido que nuestro cuerpo produce naturalmente.
«La ventaja de nuestros compuestos de hidrogel es que, a diferencia de algunos adhesivos médicos, no interfieren con las reacciones químicas del cuerpo, lo que significa que nuestro hidrogel es completamente biocompatible», dice Karami.
Su hidrogel también tiene características únicas de disipación de energía que mejoran su capacidad adhesiva. Karami agrega: «Tuvimos que lograr un mecanismo de adhesión para los hidrogeles inyectables, a través de la sinergia resultante entre la química interfacial y las propiedades mecánicas del hidrogel. El hidrogel es capaz de disipar la energía mecánica producida cuando el hidrogel se deforma, de modo que protege las interacciones en el interfaz entre el hidrogel y el tejido circundante».
Vida útil limitada
Otro beneficio más de este hidrogel es que puede transportar fármacos o células para estimular el proceso de curación, especialmente para tejidos como el cartílago que no se regenera solo. Y debido a que el hidrogel es biodegradable, se reabsorbe en el cuerpo humano a medida que sana el tejido circundante.
«Nuestras pruebas in vitro demostraron que el hidrogel se une a muchos tipos diferentes de tejido, incluidos los cartílagos, los meniscos, el corazón, el hígado, los pulmones, los riñones y la córnea», dice Pioletti. «Hemos hecho una especie de hidrogel universal».
Los científicos acaban de recibir una subvención de Innosuisse para estudiar posibles aplicaciones ortopédicas en asociación con cirujanos del Hospital Universitario de Lausana (CHUV). Esperan poder lanzar su hidrogel al mercado dentro de los próximos cinco años.
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Un hidrogel que se adhiere firmemente al cartílago y al menisco Más información: Una familia intrínsecamente adhesiva de hidrogeles inyectables y fotocurables con rendimiento fisicoquímico funcional para medicina regenerativa, Macromolecular Rapid Communications, DOI: 10.1002/marc.202000660 Información de la revista: Macromolecular Rapid Communications
Proporcionado por Ecole Polytechnique Federale de Lausanne Cita: Nuevo hidrogel puede reparar desgarros en tejido humano (abril de 2021 14) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-hydrogel-human-tissue.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.