Investigadores de la Universidad McGill desarrollaron un hidrogel resistente que puede resistir las fuerzas mecánicas que se encuentran en el cuerpo. Sin embargo, el material aún proporciona un ambiente amigable para que crezcan las células encapsuladas y permite la perfusión profunda de sangre y otros fluidos tisulares. El biomaterial inyectable puede resultar útil para reparar tejidos que experimentan estrés mecánico constante, como el corazón, los músculos esqueléticos y las cuerdas vocales.
“Las personas que se recuperan de un daño cardíaco a menudo enfrentan un viaje largo y complicado. La curación es un desafío debido al movimiento constante que los tejidos deben soportar mientras late el corazón. Lo mismo ocurre con las cuerdas vocales. Hasta ahora no había ningún material inyectable lo suficientemente fuerte para el trabajo”, dijo Guangyu Bao, uno de los principales desarrolladores del nuevo material, en un anuncio de McGill. "Los resultados son prometedores y esperamos que algún día el nuevo hidrogel se utilice como implante para restaurar la voz de personas con cuerdas vocales dañadas, por ejemplo, supervivientes de cáncer de laringe".
Los biomateriales inyectables están a la vanguardia de la medicina regenerativa, con el potencial de una administración mínimamente invasiva a través de una aguja y una eficacia regenerativa que se logra con células, medicamentos o factores de crecimiento encapsulados. Un factor clave en el diseño y rendimiento de dichos materiales es su porosidad. La alta porosidad permite que la sangre impregne el material, manteniendo vivas las células encapsuladas, y permite que los factores de crecimiento o fármacos secretados o cargados escapen del gel y median en los efectos terapéuticos en los tejidos circundantes.
Sin embargo, la alta porosidad puede afectar la resistencia mecánica del biomaterial, lo que significa que no dura períodos prolongados dentro de los tejidos diana. Este es un gran desafío en tejidos particularmente dinámicos, como los músculos o las cuerdas vocales, donde el movimiento constante contribuye a las tensiones y el desgaste que provocan la degradación del bolo biomaterial.
Este inyectable de hidrogel más nuevo contiene una red doble de fibras reticuladas, que son esencialmente dos redes interpenetrantes entrelazadas que ayudan a aumentar la resistencia del gel pero mantienen la porosidad requerida para aplicaciones médicas regenerativas.
Para probar la resistencia del material, los investigadores lo colocaron en un dispositivo diseñado para imitar las fuerzas biomecánicas que experimentan las cuerdas vocales durante el habla. El dispositivo vibró 120 veces por segundo durante más de seis millones de ciclos, y el material del gel permaneció prácticamente intacto después, mientras que otras formulaciones de gel fueron destruidas por la alteración mecánica.
“Estábamos increíblemente emocionados de ver que funcionó perfectamente en nuestra prueba. Antes de nuestro trabajo, ningún hidrogel inyectable poseía alta porosidad y dureza al mismo tiempo. Para resolver este problema, introdujimos un polímero formador de poros en nuestra fórmula”, dijo Guangyu Bao.
“Nuestro trabajo destaca la sinergia de la ciencia de los materiales, la ingeniería mecánica y la bioingeniería en la creación de biomateriales novedosos con un rendimiento sin precedentes. Esperamos traducirlos a la clínica”, añadió el profesor Jianyu Li, otro investigador involucrado en el estudio.
Vea una demostración en video del equipo de pruebas mecánicas a continuación.
Estudio en ciencia avanzada : hidrogeles de doble red inyectables, formadores de poros y perfusibles resistentes a estimulaciones biomecánicas extremas
Vía: Universidad McGill
