Algunas heridas de la piel, como las úlceras diabéticas, son crónicas y nunca sanan; otras, como las quemaduras, a menudo son grandes y difíciles de tratar, lo que provoca dolor, infección y cicatrices. Investigadores de la Universidad de California, Los ÁngelesUCLA, financiado por los Institutos Nacionales de Salud NIH, han desarrollado un biomaterial sintético que llena las heridas y ayuda a la regeneración de las células de la piel, lo que finalmente mejora la cicatrización de heridas.
En un estudio publicado en la edición en línea del 1 de junio de 2015 de Materiales de la naturaleza , los investigadores informaron que el nuevo biomaterial es compatible con las células madre humanas y mostraron que aceleró la curación de las heridas en ratones.
La piel es un sistema de órganos en la interfaz entre nuestra anatomía compleja y los elementos a menudo severos del medio ambiente. Normalmente, las heridas en la piel desencadenan un proceso de curación rápido, ordenado y efectivo. Pero heridas graves que abarcan un área demasiado grandetales como quemaduras u ocurren en pacientes con problemas de salud, como diabetes e inmovilidad, complican la curación de heridas en la piel. Millones de personas en los Estados Unidos se ven afectadas por heridas en la piel que resisten la reparación.
Los tratamientos tradicionales para tales heridas a menudo involucran vendajes a base de agua, llamados hidrogeles. Si bien son efectivos para mantener el lecho de la herida hidratado y como barrera para la infección, los hidrogeles disponibles actualmente no brindan el soporte físico para la piel nueva en las primeras etapas críticas deEl proceso de curación. Los investigadores de la UCLA abordaron este problema con un hidrogel reformulado que incorpora partículas recocidas microporosas MAP, pequeñas esferas sintéticas que se adhieren entre sí. Los MAP crean un andamio fuerte que permite que las nuevas células se colonicen y comiencen a crear una nueva piel.También mejora el crecimiento de los vasos sanguíneos para suministrar suficientes nutrientes para una curación rápida.
La idea de un andamio poroso no es nueva, según la autora principal del estudio, Tatiana Segura, Ph.D., profesora asociada de ingeniería química y biomolecular en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Henry Samueli de la UCLA. "Investigadores en el campoHace tiempo que sabemos que una red microporosa interconectada permite una rápida infiltración celular en el material sin tener que degradarlo ", dijo.
Pero su trabajo proporciona un nuevo giro que resuelve una limitación bioquímica. Los métodos anteriores utilizados para formar la red interconectada dieron como resultado un material que no podía tomar la forma de la herida; por lo tanto, se formaron poros en el producto que no estaban completamente interconectados ".La tecnología MAP es capaz de superar esta limitación al unir los bloques de construcción entre sí, dejando atrás una red porosa interconectada ", dijo Segura.
Hay un beneficio adicional para este enfoque de bloques de construcción. Para ser eficaz, el material utilizado para la regeneración de tejidos debe biodegradarse con precisión a medida que se forma un nuevo tejido. Si se degrada demasiado rápido, la estructura no proporcionará suficiente soporte para el nuevo tejido. Si sese degrada demasiado lentamente, puede causar cicatrices. La tasa de degradación del gel MAP se puede ajustar al lecho de la herida individual y, por lo tanto, proporciona una plataforma de curación a medida. Los investigadores pueden especificar las propiedades químicas y físicas del material necesario para lograr el ambiente de crecimiento ideal parapiel.
En pruebas de laboratorio con células madre humanas, los investigadores mostraron que su método formó un andamio poroso con redes celulares extensas en solo dos días, y el andamio promovió el crecimiento de la piel en el transcurso de una semana. En contraste, las células de la piel que los investigadoresprovisto de un entorno químico y mecánico similar, pero que no era poroso, no formó una red celular.
Los investigadores luego usaron el gel MAP para cubrir las heridas de los ratones. En una prueba de cinco días, el 40 por ciento de las heridas con gel MAP poroso se cerró, mientras que ninguna de las heridas tratadas con gel no poroso se cerró.prueba de día, las heridas de los ratones tratados con gel poroso cerraron el 40 por ciento del tiempo, mientras que solo el 20 por ciento de las heridas de los ratones no tratados y menos del 10 por ciento de las heridas tratadas con gel no poroso cerraron. Los investigadores señalaron que la promoción deel andamio de gel MAP incluso comenzó a formar un folículo piloso y una glándula sebácea.
"Me encanta este enfoque de Ricitos de Oro, no demasiado, no muy poco, sino justo lo que se necesita", dijo Rosemarie Hunziker, Ph.D., directora del programa de Ingeniería de Tejidos y Medicina Regenerativa en el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas yBioingeniería, parte de los NIH ". Este novedoso material proporciona todas las propiedades físicas necesarias para un fuerte soporte, y se degrada gradualmente a medida que se forma una nueva piel. Es elegante tanto en su complejidad como en su simplicidad, y ofrece una verdadera esperanza a los pacientes que luchan con heridas debilitantes."
"Cada sitio de la herida es único", escribieron los autores del estudio, refiriéndose a las propiedades físicas y químicas que estimulan la regeneración de tejidos dentro de una herida. Observaron que los andamios MAP pueden ofrecer un nuevo "paisaje de regeneración de tejidos" que es poroso, inyectable, y se puede ensamblar en módulos.
El siguiente paso del equipo de investigación es validar aún más sus resultados en estudios con animales más grandes. Los autores han lanzado una compañía, Tempo Therapeutics, para seguir el camino hacia la comercialización de la tecnología de curación de heridas.
Además del Premio al Nuevo Innovador de Directores de NIH, el equipo de investigación recibió fondos de NIH para este trabajo de NIBIB subvención de beca EB018713 para DR Griffin y del Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre.
Referencia: cicatrización acelerada de heridas mediante andamios de gel microporosos inyectables ensamblados a partir de bloques de construcción recocidos. Griffin DR, Weaver WM, Scumpia PO, Di Carlo D, Segura T. Nat Mater. 2015 Julio; 14 7: 737-44
Para ver un video animado de andamios de gel microporosos, visite www.youtube.com/watch?v=MwWlqF0OVww
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Imagen Biomédica y Bioingeniería . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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