Nuevos recubrimientos adhesivos de hidrogel prolonga la vida útil de marcapasos e implantes médicos
Actualizado el 12 Jun 2024
Cuando se implantan en el cuerpo dispositivos médicos como marcapasos, a menudo desencadenan una respuesta inmune que resulta en la acumulación de tejido cicatricial alrededor del dispositivo. Esta cicatrización, conocida como fibrosis, puede alterar el funcionamiento de los dispositivos y requerir su extracción. Para abordar este problema, los ingenieros han descubierto un método simple y universal para prevenir dicha fibrosis recubriendo los dispositivos con un adhesivo de hidrogel. Este recubrimiento une los dispositivos al tejido y los protege de los ataques del sistema inmunológico.
El adhesivo, desarrollado por ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Cambridge, MA, EUA), está compuesto de polímeros reticulados conocidos como hidrogeles y se parece a una cinta quirúrgica que desarrollaron previamente para sellar heridas internas. Los investigadores han determinado que otros adhesivos de hidrogel también podrían proteger contra la fibrosis, y prevén que este método sea aplicable no sólo a marcapasos sino también a sensores y dispositivos que administran fármacos o células terapéuticas. A lo largo de los años, el equipo ha diseñado una gama de adhesivos para uso médico, incluidas cintas de doble cara o de una sola cara, útiles para reparar incisiones quirúrgicas o daños internos. Estos adhesivos funcionan absorbiendo rápidamente la humedad de los tejidos húmedos a través del ácido poliacrílico, un material superabsorbente que se encuentra en los pañales. Una vez que se absorbe la humedad, los grupos químicos conocidos como ésteres NHS dentro del ácido poliacrílico forman enlaces duraderos con las proteínas en la superficie del tejido en un proceso que se completa en aproximadamente cinco segundos.
Hace varios años, el equipo empezó a investigar si este tipo de adhesivo también podría mantener los implantes médicos en su posición y detener la fibrosis. Para evaluar esto, recubrieron dispositivos de poliuretano con adhesivo y los implantaron en varios sitios, como la pared abdominal, el colon, el estómago, los pulmones o el corazón de ratas. Tras la extracción, semanas después, no se observó tejido cicatricial. Experimentos adicionales con modelos animales mostraron consistentemente una ausencia de fibrosis donde se implantaron los dispositivos recubiertos de adhesivo, que persistió hasta por tres meses. El equipo realizó una secuenciación masiva de ARN e imágenes fluorescentes para analizar la respuesta inmune en los animales y descubrió que inicialmente, células inmunes como los neutrófilos se infiltraron en el sitio de los implantes. Sin embargo, estos ataques desaparecieron rápidamente antes de que se pudiera desarrollar tejido cicatricial.
Este adhesivo tiene aplicaciones potenciales en recubrimientos para marcapasos epicárdicos, dispositivos colocados en el corazón para regular la frecuencia cardíaca. Los investigadores del MIT descubrieron que cuando implantaron cables recubiertos con el adhesivo en ratas, los cables funcionaron eficazmente durante al menos tres meses sin que se formara tejido cicatricial. También experimentaron con un adhesivo de hidrogel que incorpora quitosano, un polisacárido natural, que de manera similar previno la fibrosis en estudios con animales. Por el contrario, dos adhesivos tisulares disponibles comercialmente que probaron no previnieron la fibrosis, ya que finalmente se desprendieron del tejido, permitiendo que el sistema inmunológico reanudara su ataque. En un experimento diferente, los investigadores recubrieron implantes con adhesivos de hidrogel pero luego los sumergieron en una solución que despojaba a los polímeros de sus propiedades adhesivas y al mismo tiempo conservaba su composición química general. Después de implantarlos y mantenerlos en su lugar mediante suturas, se produjeron cicatrices fibróticas, lo que indica que la interacción mecánica entre el adhesivo y el tejido juega un papel crucial en la prevención de ataques inmunológicos, según los investigadores.
“El sueño de muchos grupos de investigación y empresas es implantar algo en el cuerpo que a largo plazo el cuerpo no verá, y el dispositivo puede proporcionar una funcionalidad terapéutica o de diagnóstico. Ahora tenemos una 'capa de invisibilidad', y esto es muy general: no hay necesidad de un medicamento, no hay necesidad de un polímero especial”, dijo el profesor del MIT, Xuanhe Zhao.
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