Crean tejido sintético con capacidad de reparar daños en el corazón, cuerdas vocales, músculos etc.
Convergiendo en ámbitos como Química, Física, Biología e Ingeniería, investigadores de la Universidad McGill han desarrollado un bio-material con la suficiente resistencia y capacidad de reparar el corazón, músculos e inclusive las cuerdas vocales, lo cual representa un avance sumamente notable en la medicina regenerativa.
El flujo imita la sangre del organismo humano, pasa a través de hidrogeles de aproximadamente 6 cm de longitud en el biorreactor de cuerdas vocales durante la prueba. Crédito: Guangyu Bao.
Guangyu Bao, candidato a doctorado en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad McGill, menciona:
“Las personas que se recuperan de un daño cardíaco a menudo se enfrentan a un viaje largo y complicado.
La curación es un desafío debido al movimiento constante que los tejidos deben soportar mientras el corazón late.
Lo mismo ocurre con las cuerdas vocales, hasta ahora no había material inyectable lo suficientemente fuerte para el trabajo”.
El grupo de investigación bajo la dirección del profesor Luc Mongeau y el profesor asistente Jianyu Li , logró desarrollar el novedoso hidrogel inyectable para la reparación de heridas.
El hidrogel es un tipo de bio-material que posee la capacidad de proporcionar espacio con el objetivo de que las células vivan y crezcan.
Una vez inyectado en el cuerpo, el bio-material forma una estructura estable y porosa, la cual permite que las células vivas crezcan y/o pasen para reparar los órganos/zonas lesionadas.
Guangyu Bao, agrega:
“Los resultados son prometedores y esperamos que algún día el nuevo hidrogel sea utilizado como implante en la restauración de la voz en las personas con cuerdas vocales dañadas, por ejemplo, en supervivientes de cáncer de laringe”.
La ilustración muestra el uso de hidrogel inyectable como implante para rellenar una herida y restaurar la voz. Crédito: Sepideh Mohammadi
Los investigadores probaron la durabilidad del hidrogel en una máquina previamente desarrollada con el propósito de simular la bio-mecánica extrema de las cuerdas vocales humanas.
Vibrando a 120 veces por segundo durante más de 6 millones de ciclos, el recien creado bio-material permaneció intacto mientras que otros hidrogeles estándar se fracturaron en pedazos, siendo incapaces de lidiar con la tensión de la carga.
Guangyu Bao, prosigue;
“Estábamos increíblemente emocionados de ver que funcionó perfectamente en nuestra prueba. Antes de nuestro trabajo, ningún hidrogeles inyectable poseía alta porosidad y tenacidad al mismo tiempo. Para resolver este problema, introdujimos un polímero formador de poros en nuestra fórmula”.
Los investigadores probaron 3 hidrogeles diferentes utilizando el biorreactor de cuerdas vocales. Si bien el nuevo hidrogel permaneció estable, los 2 hidrogeles estándar, que representan la mayoría de los hidrogeles inyectables existentes, no sobrevivieron a la prueba. Crédito: Sareh Taheri
La innovación también abre nuevas vías para otras aplicaciones como la administración de fármacos, la ingeniería de tejidos y la creación de tejidos modelo para la detección de fármacos, dicen los científicos.
El equipo incluso está buscando usar la tecnología de hidrogel para crear pulmones para probar los medicamentos COVID-19.
El profesor Jianyu Li, catedrático de investigación de Canadá en biomateriales y salud musculoesquelética, finaliza:
“Nuestro trabajo destaca la sinergia de la ciencia de los materiales, la ingeniería mecánica y la bio-ingeniería en la creación de biomateriales novedosos con un rendimiento sin precedentes.
Esperamos trasladarlos a la clínica”.
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