¿Podría la innovación de la nanotecnología reducir la coagulación sanguínea y las infecciones de los implantes?

Los investigadores de McMaster desarrollan una capa superficial que repele las bacterias, virus y células vivas.

(Last Updated On: octubre 25, 2018)

Investigadores de la Universidad McMaster han desarrollado un recubrimiento de superficie nanotecnológico que repele bacterias, virus y células vivas, una innovación que podría ser prometedora para reducir el riesgo de infección o coagulación de la sangre de los implantes, como los injertos, las válvulas cardíacas de reemplazo y las articulaciones artificiales. Mientras que la superficie diseñada repele todo, puede modificarse para permitir excepciones beneficiosas, permitiendo que los implantes se adhieran al cuerpo, por ejemplo.

La investigación aparece en la edición del 24 de octubre de la revista ACS Nano.

Para entender los desafíos relacionados con la fabricación de implantes exitosos, los investigadores colaboraron con Jeffrey Weitz, MD, profesor de medicina, bioquímica y ciencias biomédicas en la Universidad McMaster, y director ejecutivo del Instituto de Investigación de Trombosis y Aterosclerosis.

“Implicaciones “enormes

Las implicaciones podrían ser “enormes”, dice Weitz. “Hemos hecho muchos avances en estos dispositivos, pero la coagulación en estos dispositivos sigue siendo un gran problema. Una de las últimas fronteras es cómo mejorar la compatibilidad de la hemocompatibilidad del dispositivo con la sangre en la que se encuentra. Los materiales están mejorando, pero a pesar de los avances en la ciencia de los materiales, todavía tenemos un problema”.

El primer paso es cubrir la superficie de estos dispositivos y hacerlos resbaladizos para prevenir la coagulación, dice Weitz. El siguiente paso es “añadir algo que atraiga a las células endoteliales para que obtengan el mismo revestimiento que tienen los vasos sanguíneos normales”.

Weitz también ve oportunidades para utilizar el recubrimiento de los catéteres venosos centrales, así como los injertos que utiliza para tratar la enfermedad arterial periférica. “Realmente tiene el potencial de salvar miembros en alguien que tiene enfermedad arterial periférica”. Esto podría ser un gran avance”.

La siguiente fase de investigación para desarrollar aplicaciones clínicas está en marcha. Weitz dice que pueden pasar cinco años antes de que una solución clínicamente viable esté disponible.

“Fue un gran logro tener superficies completamente repelentes, pero para maximizar los beneficios de tales superficies, necesitábamos crear una puerta selectiva que permitiera que los elementos beneficiosos se enlazaran con esas superficies”, explicó Tohid DIdar, PhD, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Mecánica y de la Escuela de Ingeniería Biomédica de McMaster, en un comunicado de prensa.

Didar es el autor principal del artículo de la revista ACS Nano, que indica que “…este método sencillo y sencillo crea superficies biofuncionales y no pegajosas que pueden utilizarse para optimizar el rendimiento de dispositivos como los implantes biomédicos, los circuitos extracorpóreos y los biosensores”.

Aplicado a una válvula cardíaca sintética, el recubrimiento repelente podría evitar que las células sanguíneas se peguen y formen coágulos.

“Un recubrimiento que repele las células sanguíneas podría eliminar potencialmente la necesidad de medicamentos como la warfarina que se usan después de los implantes para reducir el riesgo de coágulos”, señaló en el comunicado de prensa la coautora Sara M. Imani, estudiante de doctorado en ingeniería biomédica de McMaster.

Repele y Atrae

Sin embargo, un recubrimiento completamente repelente también impediría que el cuerpo integrara la nueva válvula en el tejido del propio corazón. Al diseñar la superficie para permitir la adhesión sólo con células del tejido cardíaco, los investigadores hacen posible que el cuerpo integre la nueva válvula de forma natural, evitando las complicaciones del rechazo. Lo mismo sería cierto para otros implantes, dicen, como las articulaciones artificiales y los stents utilizados para abrir los vasos sanguíneos.

“La investigación añade una utilidad significativa a las superficies completamente repelentes que han existido desde 2011”, según el comunicado. “Estos recubrimientos superficiales son útiles para impermeabilizar teléfonos y parabrisas, y repeler las bacterias de las áreas de preparación de alimentos, por ejemplo, pero han ofrecido una utilidad limitada en aplicaciones médicas en las que se requiere una unión beneficiosa específica”.

Las nuevas superficies creadas a través de las últimas investigaciones promueven la unión dirigida de las especies deseadas, a la vez que previenen la adhesión inespecífica, según el estudio.

Los investigadores especulan que la nueva nanotecnología también puede tener aplicaciones médicas adicionales. Fuera del cuerpo, las superficies repelentes diseñadas selectivamente podrían hacer que las pruebas diagnósticas fueran mucho más precisas al permitir que sólo el blanco particular de una prueba (un virus, una bacteria o una célula cancerígena, por ejemplo) se adhiera al biosensor que la está buscando, una ventaja crítica dados los desafíos de las pruebas en fluidos complejos, como la sangre y la orina.

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https://www.researchgate.net/publication/49773069_Nanotechnology_and_Dental_Implantshttps://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170118163731.htm

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