Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard John A. Paulson SEAS y el Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica han desarrollado nuevos apósitos para heridas que aceleran drásticamente la cicatrización y mejoran la regeneración de tejidos. Los dos tipos diferentes de apósitos de nanofibras, descritosen documentos separados, use proteínas naturales en plantas y animales para promover la curación y el recrecimiento del tejido.
"Nuestro sistema de fabricación de fibra fue desarrollado específicamente con el propósito de desarrollar terapias para las heridas de guerra", dijo Kit Parker, profesor de Bioingeniería y Física Aplicada de la Familia Tarr en SEAS y autor principal de la investigación. "Como soldado enAfganistán, fui testigo de heridas horribles y, a veces, el proceso de curación de esas heridas fue un horror en sí mismo. Esta investigación es un esfuerzo de muchos años de muchas personas de mi equipo para ayudar con estos problemas ".
Parker también es miembro principal de la facultad del Instituto Wyss.
El artículo más reciente, publicado en Biomateriales , describe un apósito para heridas inspirado en tejido fetal.
A fines de la década de 1970, cuando los científicos comenzaron a estudiar el proceso de cicatrización de heridas al principio del desarrollo, descubrieron algo inesperado: las heridas producidas antes del tercer trimestre no dejaban cicatrices. Esto abrió un abanico de posibilidades para la medicina regenerativa. Pero durante décadas, los investigadoreshan luchado por replicar esas propiedades únicas de la piel fetal.
A diferencia de la piel de los adultos, la piel del feto tiene altos niveles de una proteína llamada fibronectina, que se ensambla en la matriz extracelular y promueve la unión y adhesión celular. La fibronectina tiene dos estructuras: globular, que se encuentra en la sangre, y fibrosa, que se encuentra enAunque la fibronectina fibrosa es la más prometedora para la curación de heridas, la investigación anterior se centró en la estructura globular, en parte porque la fabricación de fibronectina fibrosa fue un gran desafío de ingeniería.
Pero Parker y su equipo son pioneros en el campo de la ingeniería de nanofibras.
Los investigadores fabricaron fibronectina fibrosa utilizando una plataforma de fabricación de fibras denominada Rotary Jet-Spinning RJS, desarrollada por Parker's Disease Biophysics Group. RJS funciona como una máquina de algodón de azúcar: una solución de polímero líquido, en este caso fibronectina globular disuelta en unEl disolvente se carga en un depósito y se expulsa a través de una pequeña abertura mediante la fuerza centrífuga mientras el dispositivo gira. A medida que la solución sale del depósito, el disolvente se evapora y los polímeros se solidifican. La fuerza centrífuga despliega la proteína globular en fibras pequeñas y delgadas.Estas fibras, de menos de un micrómetro de diámetro, se pueden recolectar para formar un apósito o vendaje para heridas a gran escala.
"El apósito se integra en la herida y actúa como un andamio instructivo, reclutando diferentes células madre que son relevantes para la regeneración y ayudando en el proceso de curación antes de ser absorbidas por el cuerpo", dijo Christophe Chantre, estudiante de posgrado en Biofísica de EnfermedadesGrupo y primer autor del artículo.
En las pruebas in vivo, los investigadores encontraron que las heridas tratadas con el apósito de fibronectina mostraron una restauración del tejido del 84 por ciento en 20 días, en comparación con el 55,6 por ciento de restauración en las heridas tratadas con un apósito estándar.
Los investigadores también demostraron que las heridas tratadas con el apósito de fibronectina tienen un grosor epidérmico y una arquitectura dérmica casi normales, e incluso vuelven a crecer los folículos pilosos, que a menudo se considera uno de los mayores desafíos en el campo de la cicatrización de heridas.
"Este es un importante paso adelante", dijo Chantre. La mayor parte del trabajo realizado sobre la regeneración de la piel hasta la fecha implica tratamientos complejos que combinan andamios, células e incluso factores de crecimiento. Aquí pudimos demostrar la reparación de tejidos y la regeneración del folículo piloso utilizando unenfoque material. Esto tiene claras ventajas para la traducción clínica ".
en otro artículo publicado en Materiales avanzados para el cuidado de la salud , el Grupo de biofísica de enfermedades demostró una nanofibra a base de soja que también mejora y promueve la cicatrización de heridas.
La proteína de soya contiene moléculas similares al estrógeno, que se ha demostrado que aceleran la cicatrización de heridas, y moléculas bioactivas similares a las que forman y sostienen las células humanas.
"Tanto la tecnología de fibra de soja como la de fibronectina deben su éxito a las agudas observaciones de la medicina reproductiva", dijo Parker. "Durante el ciclo de una mujer, cuando sus niveles de estrógeno aumentan, una cortada sanará más rápido. Si realiza una cirugía en unbebé aún en el útero, tienen una cicatrización de heridas sin cicatrices. Ambas nuevas tecnologías tienen sus raíces en el más fascinante de todos los temas de la biología humana: cómo nos reproducimos ".
De manera similar a las fibras de fibronectina, el equipo de investigación usó RJS para hilar fibras de soja ultrafinas en vendajes para heridas. En experimentos, el vendaje a base de soja y celulosa demostró un aumento del 72 por ciento en la cicatrización de las heridas sin vendaje yun aumento del 21 por ciento en la curación de las heridas tratadas sin proteína de soja.
"Estos hallazgos muestran la gran promesa de las nanofibras a base de soja para la cicatrización de heridas", dijo Seungkuk Ahn, estudiante graduado del Grupo de Biofísica de Enfermedades y primer autor del artículo. "Estos andamios rentables de un solo paso podrían serla próxima generación de apósitos regenerativos y empujar el sobre de la tecnología de nanofibras y el mercado del cuidado de heridas ".
Ambos tipos de apósitos, según los investigadores, tienen ventajas en el espacio de cicatrización de heridas. Las nanofibras a base de soja, que consisten en acetato de celulosa e hidrolizado de proteína de soja, son económicas, lo que las convierte en una buena opción para uso a gran escala., como en quemaduras. Los apósitos de fibronectina, por otro lado, podrían usarse para heridas más pequeñas en la cara y las manos, donde la prevención de las cicatrices es importante.
La Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard ha protegido la propiedad intelectual relacionada con estos proyectos y está explorando oportunidades de comercialización.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard . Original escrito por Leah Burrows. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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