Con bacterias modificadas genéticamente, científicos crearon un biopegamento ultrarresistente apto para aplicaciones médicas

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El desarrollo de colas biomédicas es una tarea importante, pero extremadamente desafiante, ya que deben combinarse un mismo material propiedades aparentemente excluyentes: lograr una fuerte adhesión y a la vez, que pueda adaptarse a los procesos de remodelación del tejido.

Tradicionalmente, los adhesivos poliméricos desarrollan una alta fuerza de adhesión a través de las asperezas del recubrimiento y retardando la fractura de las juntas adhesivas. Esto se logra mediante la polimerización o reticulación in situ de ciertas moléculas llamadas monómeros. Pero a menudo, estas moléculas requieren componentes irritantes o de difícil preparación que no pueden ser utilizados en la medicina. Además, se debe considerar la biodegradabilidad para aplicaciones prácticas.

La biodegradabilidad se puede implementar en colas mediante la utilización de biomacromoléculas como hilos adhesivos, ya que se degradan mediante procesos bioquímicos en escalas de tiempo razonables.  Se han desarrollado varios adhesivos a base de elastina, selladores de fibrina derivados de la sangre y otras matrices adhesivas de origen natural, pero requieren un pretratamiento laborioso mucho tiempo de exposición a calor e irradiación de luz ultravioleta con riesgo de daño secundario a los tejidos traumatizados.

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Además, las soluciones de biopegamento existentes, como las estructuras basadas en proteínas o polipéptidos, se adhieren solo de manera insuficiente a los sustratos (es decir, tejidos blandos) y / o promueven modestamente el cierre de heridas y los procesos de curación natural

Eventualmente, un adhesivo ideal para la medicina regenerativa debe combinar biocompatibilidad y degradabilidad con una alta fuerza adhesiva, sin dejar de ser adaptable y flexible para responder a la remodelación de tejidos donde las células móviles cambian dinámicamente su orden posicional y estructural.

Para adaptarse a estos desafíos, un equipo de investigadores de China, Canadá, Alemania, Rusia, EEUU y los Países Bajos lograron diseñar una familia de adhesivos basados en polipéptidos modificados genéticamente inspirados en elastina natural y expresados de forma recombinante en Escherichia coli que lograron altas fuerzas de adhesión. Los trabajos fueron publicados en Nature.

El equipo demostró el rendimiento robusto del pegamento in vitro e in vivo para aplicaciones cosméticas y de hemostasia y cicatrización acelerada de heridas en comparación con los cierres de heridas quirúrgicas. La fuerte adhesión a los tejidos blandos califica al adhesivo como pegamento biomédico que supera a los productos disponibles comercialmente.

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La resistencia máxima alcanzada fue de 16,5 ± 2,2 MPa en sustratos duros, un valor que es comparable al del superpegamento de cianoacrilato comercial (adhesivo de contacto como ‘La Gotita’) y superior a otros adhesivos a base de proteínas en al menos un orden de magnitud.

«Estas colas se formaron por complejación electrostática de polipéptidos catiónicos y tensioactivos aromáticos aniónicos evitando la formación de enlaces covalentes durante el proceso de encolado. Una combinación bien equilibrada de enlaces no covalentes da lugar a resistencias a la fractura ultra altas que superan en un orden de magnitud a los conocidos adhesivos basados ​​en proteínas. Como resultado, las heridas externas de la piel y los defectos de los órganos internos se sellaron rápidamente y al mismo tiempo se aceleró la cicatrización de las heridas», dijeron los investigadores.

 
 
 
 
 

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