Difusión del conocimiento de las ciencias médicas

21/08/2023

“Suturas inteligentes”

Por Dr. Armando Rosselli

. Lectura de 4 minutos

Ingenieros del Massachusetts Institute of Technology - MIT- han desarrollado un tipo de sutura que puede contener sensores, medicamentos o células que liberen moléculas terapéuticas.

El equipo se ha inspirado en una antigua técnica romana, usa tejido animal, forman nudos fuertes en el cosido y se disuelve naturalmente en 90 días.

Podría ser especialmente beneficioso para pacientes operados del intestino.

El equipo de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha tomado como inspiración para diseñar métodos “inteligentes” unas milenarias técnicas de sutura.

 Estos no sólo pueden mantener el tejido en su sitio, sino también detectar inflamaciones y liberar fármacos.

Las nuevas suturas proceden de tejido animal y son similares a las suturas catgut utilizadas por primera vez por los antiguos romanos.

El equipo del MIT recubrió los puntos con hidrogeles, en los que se pueden incorporar sensores, fármacos o incluso células que liberen moléculas terapéuticas.

«Lo que tenemos es una sutura bioderivada y modificada con un recubrimiento de hidrogel, capaz de ser un reservorio para sensores de inflamación, o para fármacos (como anticuerpos monoclonales para tratar la inflamación). Sorprendentemente, el recubrimiento también tiene la capacidad de retener células viables durante un periodo prolongado», afirma Giovanni Traverso, profesor asociado de ingeniería mecánica del MIT y autor principal del estudio.

Jung Seung Lee y Hyunjoon Kim, antiguos estudiantes postdoctorales del MIT, son los autores principales del trabajo, que se publica en la revista Matter.

Las suturas de catgut, hechas con hebras de colágeno purificado de vaca, oveja o cabra, forman fuertes nudos que se disuelven de forma natural en unos 90 días. Aunque también existen técnicas sintéticas absorbibles, el catgut se sigue utilizando en muchos tipos de cirugía.

Traverso y sus colegas querían ver si podían basarse en este antiguo método romano derivado de tejidos para crear un material que fuera resistente y absorbible, y que tuviera  funciones avanzadas como la detección y la administración de fármacos.

Estas suturas podrían ser especialmente útiles para los enfermos de Crohn, a los que hay que extirpar una parte del intestino debido a una obstrucción por cicatrización o inflamación excesivas. Este procedimiento requiere volver a sellar los dos extremos que quedan tras la extirpación de una sección del intestino. Si ese sellado no es hermético, pueden producirse fugas peligrosas para el paciente.

Para ayudar a reducir este riesgo, el equipo del MIT quería diseñar una técnica que no solo pudiera mantener el tejido en su sitio, sino también, que detectará la inflamación, una señal de alerta temprana de que los intestinos resecados no están cicatrizando correctamente.

Los investigadores crearon las nuevas suturas a partir de tejido porcino, que ‘“descelularizaron” con detergentes, para reducir las posibilidades de inflamación en el tejido huésped. Este proceso deja tras de sí un material libre de células.

Los investigadores lo han denominado De-gut y contiene proteínas estructurales como el colágeno, así como otras biomoléculas que se encuentran en la matriz extracelular que rodea a las células.

Tras deshidratar y enhebrar el tejido, evaluaron su resistencia a la tracción –que mide el estiramiento que puede soportar el material antes de romperse- y descubrieron que era comparable a las suturas decatgut disponibles en el mercado.

También demostraron que la cicatrización con De-gut induce una respuesta inmunitaria del tejido circundante mucho menor. «Los tejidos ‘descelularizados’ se han utilizado mucho en medicina regenerativa por su excelente biofuncionalidad», afirma Lee.

Micropartículas recubiertas de péptidos

Los autores se propusieron dotar al material de funciones adicionales. Para ello, recubrieron las suturas con una capa de hidrogel. Dentro de este, pueden incorporar varios tipos de componentes: micropartículas capaces de detectar inflamaciones, diversas moléculas de fármacos o células vivas.

Para la aplicación del sensor, los investigadores diseñaron micropartículas recubiertas de péptidos que se liberan cuando en el tejido hay presentes unas enzimas asociadas a la inflamación llamadas MMP.

Esos péptidos pueden detectarse mediante un sencillo análisis de orina.

También utilizaron el recubrimiento de hidrogel para transportar fármacos usados en la enfermedad inflamatoria intestinal, incluido un esteroide llamado dexametasona y un anticuerpo monoclonal llamado adalimumab.

Estos medicamentos se trasladaron mediante micropartículas fabricadas con polímeros, que se utilizan para controlar la velocidad de liberación.

Según los investigadores, este método también podría adaptarse para administrar otros tipos de fármacos, como antibióticos o quimioterápicos.

Estas suturas podrían utilizarse para liberar células terapéuticas.

El equipo del MIT integró células madre diseñadas para expresar un marcador fluorescente y comprobaron que seguían siendo viables durante al menos siete días cuando se implantaban en ratones. Las células también fueron capaces de producir factor de crecimiento endotelial vascular, el cual estimula el crecimiento de las células sanguíneas.

El equipo continúa probando cada una de estas posibles aplicaciones y busca ampliar el proceso de fabricación de las suturas. También esperan explorar la posibilidad de utilizar las suturas en otras partes del cuerpo distintas del tracto gastrointestinal.

«La sutura intestinal descelularizada desarrollada es una plataforma apasionante para detectar y administrar una amplia gama de terapias, incluidas moléculas pequeñas, productos biológicos y células vivas.

El equipo ha hecho un gran trabajo demostrando con solidez la versatilidad de esta plataforma«, afirma Omid Veiseh, profesor asociado de bioingeniería de la Universidad Rice, que no participó en el estudio.

Fuentes:

Massachusetts Institute of Technology- MIT- https://news.mit.edu/2023/engineers-design-sutures-drug-delivery-inflammation-0516 Sinc- https://www.agenciasinc.es/Noticias/Suturas-inteligentes-que-administran-farmacos-y-detectan-inflamaciones Traverso, G. et al. «A multifunctional decellularized gut suture platform» Matter (mayo, 2023)

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