Un equipo de ingenieros e investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) ha desarrollado una innovadora cinta adhesiva para cirugía, que se puede aplicar para reparar pérdidas y desgarros intestinales.
Este parche adhesivo, como explican en el estudio que aparece en Science Translational Medicine, es una alternativa a las suturas.
En su formulación actual -según Hyunwoo Yuk, científico investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y autor principal- está destinado a sellar defectos en el tracto gastrointestinal, que describe como el sistema de conductos biológicos del organismo humano. El profesor Xuanhe Zaho formó parte de este equipo.
En animales de laboratorio, este investigador y su equipo han demostrado que el parche puede adherirse rápidamente a grandes desgarros y pinchazos en el colon, el estómago y los intestinos de varios modelos animales.
El adhesivo se adhiere fuertemente a los tejidos en varios segundos y se mantiene durante más de un mes. Una vez que una lesión se cura por completo, el parche se degrada gradualmente sin causar inflamación, ni adherirse a los tejidos circundantes.
Yuk prevé que el parche adhesivo quirúrgico, en un futuro próximo, podrá utilizarse en los quirófanos y usarse como alternativa o refuerzo rápido y seguro a las suturas convencionales.
Esta innovadora cinta adhesiva quirúrgica está basada en un diseño que estos científicos realizaron hace tres años de una cinta de doble cara. Estaba diseñada para unir dos superficies húmedas.
La composición del adhesivo era ácido poliacrílico, un material absorbente que se encuentra en los pañales, que tiene la principal característica de absorber la humedad cuando entra en contacto con una superficie o un pañuelo húmedo, adhiriéndose temporalmente al tejido en el proceso.
Reparación de fugas intestinales
Los investigadores mezclaron compuestos químicos que pueden unirse a las proteínas en el tejido para y conseguir así enlaces más fuertes. Finalmente, reforzaron el adhesivo con gelatina o un biopolímero de aminopolisacáridos (quitosano), ingredientes naturales que mantuvieron la forma de la cinta.
Los investigadores encontraron que la cinta de doble cara unía fuertemente diferentes tejidos. Pero tras solicitar la opinión de cirujanos, se dieron cuenta de que una versión de una sola cara podría ser más práctica. Wu recuerda que “una sugerencia fue usar este elemento pegajoso para reparar fugas y defectos en el intestino”.
Los cirujanos suelen reparar fugas y desgarros en el tracto gastrointestinal con suturas quirúrgicas. Pero coser los puntos requiere precisión y entrenamiento, y después de la cirugía, las suturas pueden provocar cicatrices alrededor de la lesión. El tejido entre los puntos también podría desgarrarse, originando fugas secundarias que podrían provocar sepsis.
“Pensamos que tal vez podríamos convertir nuestro elemento adhesivo en un producto para reparar fugas intestinales, similar a sellar tuberías con cinta adhesiva”, recuerda Wu. Así las cosas, reemplazaron la gelatina y el quitosano con un hidrogel de mayor duración, en este caso, alcohol polivinílico. Este intercambio mantuvo el adhesivo físicamente estable durante más de un mes, el tiempo suficiente para curar una lesión intestinal típica.
También añadieron una segunda capa superior no pegajosa para evitar que el parche se adhiera al tejido circundante. Esta capa se fabricó con un poliuretano biodegradable que tiene aproximadamente el mismo estiramiento y rigidez que el tejido intestinal natural.
“No queremos que el parche sea más débil que el tejido porque, de lo contrario, correría el riesgo de reventar. Tampoco queremos que sea más rígido porque restringiría el movimiento peristáltico en los intestinos que es esencial para la digestión», precisa Yuk.
Cinta adhesiva biocompatible
En las pruebas iniciales, el parche se adhirió a los tejidos, pero también se hinchó, tal como lo haría un pañal a base de hidrogel, completamente mojado. Así estiró la cinta y el desgarro subyacente que pretendía sellar.
“Era un problema casi imposible porque el hidrogel se hincha de forma natural”, dice Yuk. “Pero hicimos un truco simple: estiramos un poco la capa adhesiva y luego introducimos la capa no adhesiva, de modo que cuando se aplica a un tejido, el estiramiento previo cancela la hinchazón”.
Entre los experimentos de laboratorio para comprobar la bondad del parche figura su introducción en un cultivo con células epiteliales humanas. Las células continuaron creciendo, demostrando que el parche es biocompatible. Cuando se implantó bajo la piel de ratas, el parche se biodegradó después de unas 12 semanas, sin efectos tóxicos.
Los investigadores también aplicaron el parche a defectos en el colon y el estómago de estos roedores, y descubrieron que mantenía un fuerte vínculo a medida que las heridas se curaban por completo. Las cicatrices e inflamación fueron mínimas en comparación con las realizadas con suturas convencionales.
Finalmente, el equipo aplicó el parche en cerdos y observó que los animales continuaban alimentándose normalmente, sin fiebre, letargo u otros efectos adversos. Después de cuatro semanas, los defectos se curaron por completo, sin signos de fugas secundarias.
Los resultados sugieren que el parche quirúrgico podría reparar de manera segura las lesiones gastrointestinales y podría aplicarse con la misma facilidad que la cinta adhesiva comercial.
Yuk y Zhao están desarrollando aún más el adhesivo a través de una nueva empresa y esperan obtener la aprobación de la FDA para probar el parche en entornos médicos.
