Exploran desarrollo de implantes de hidrogeles para tratar malformación congénita de la oreja

Keisly Da Costa trabaja en el desarrollo de hidrogeles interpenetrados para la obtención de implantes para microtia.

En el laboratorio de biomateriales del Departamento de Química se conjugan los experimentos y la dedicación para proponer alternativas en tratamientos médicos, con la emoción de cumplir con el requisito final de la carrera de Licenciatura Química, a pesar de la escasez actual de recursos que inevitablemente está presente en cada espacio universitario

Soraya Villarreal / Departamento de Información y Medios USB.-

Estudiantes bajo la tutela de Marcos Sabino, profesor titular del Departamento de Química de la Universidad Simón Bolívar, trabajan afanosamente en buscar alternativas para desarrollar nuevos biomateriales con el objetivo de mejorar tratamientos médicos sobre la base de herramientas vistas durante la carrera de Licenciatura Química, para cumplir con el requisito obligatorio de la tesis de grado y hacerse del título que los certificará como profesionales del área.

Es el caso de Keisly Da Costa, cuyo proyecto de grado es el desarrollo de hidrogeles interpenetrados para la obtención de implantes para microtia: deformidad congénita de la pinna u oído externo.

La idea de este trabajo, explica Da Costa, es introducir el implante hecho con un hidrogel por debajo de la piel del paciente, y en la medida en que absorbe una solución fisiológica inyectable, el implante va aumentando su volumen a las dimensiones adecuadas del pabellón de oreja y adaptándose a la fisonomía esperada. “Estos hidrogeles son estructuras interpenetradas porosas y 3D que pueden admitir la sorción de fármacos y posteriormente deben permitir que ocurra un proceso de vascularización y regeneración de cartílago”.

El trabajo comienza cuando en un molde de silicona, que tiene la forma del pabellón de la oreja a pequeña escala, se sintetiza el hidrogel, mediante un proceso de polimerización en una estufa con temperatura controlada, donde las moléculas pequeñas de los monómeros van adicionándose para formar una gran molécula de alto peso molecular, reticulada e interpenetrada, lo cual es lo que da la forma al implante, y que además permite controlar el grado de hinchamiento que puede alcanzar.

La idea es que este implante sea colocado debajo de la piel del paciente que presenta ausencia parcial o total del pabellón de la oreja, dice Da Costa, quien también explica que el pabellón de la oreja mide unos 4 centímetros cuando sale del molde, y una vez introducido en el cuerpo mantiene la estabilidad dimensional, conserva la forma, y poco a poco se consigue el hinchamiento a medida que la piel lo absorbe con la ayuda de la inyección de la solución fisiológica, que adicionalmente contiene un fármaco antiinflamatorio.

Pabellón de la oreja a pequeña escala.

Para validar la efectividad de esta investigación, a futuro se esperan hacer pruebas in vivo con ratones del bioterio de la USB, y poder certificar la adaptación y elasticidad de la piel al nuevo pabellón de la oreja, además de comprobar el éxito del proceso de aceptación del implante por parte de un organismo vivo.

Este proyecto surgió como una colaboración con los profesores María Virginia Candal, del Departamento de Mecánica, Sección de Polímeros, y Orlando Pelliccioni, del Departamento de Mecánica, Sección de Diseño y Resistencia de Materiales, quienes desde hace unos años mantienen contacto con la Fundación Operación Sonrisa Venezuela, organización cuyo objetivo es brindar atención médica especializada e integral en malformaciones craneofaciales, microtia, hendiduras de labio y paladar, de forma gratuita a niños, jóvenes y adultos. Ambos profesores, conjuntamente con el profesor Sabino, trabajan con impresión 3D, lo cual ha sido el punto de partida de los trabajos de investigación con polímeros biocompatibles e hidrogeles, además que este proyecto de grado surge como una continuación de un trabajo de maestría orientado similarmente y que fue realizado por la Mariángel Berroterán, ingeniero en Materiales y Magíster en Ingeniería Mecánica de la USB.

Hidrogeles inteligentes

Marcos Sabino, quien además es director del grupo de investigación B5IDA adscrito al Decanato de Investigación y Desarrollo,  tiene más de diez años trabajando con hidrogeles en la Sección de Química Orgánica del Departamento de Química, y explica que los estudios de estos biomateriales abarcan varias disciplinas, incluyendo la ingeniería de tejidos, conocida como medicina regenerativa, una rama de la bioingeniería que dedica sus esfuerzos a aplicar metodologías tanto de la ingeniería como de la física, química, biología y otras ciencias, en la obtención de estructuras tridimensionales que sirvan como punto de apoyo para el reemplazo o sustitución de tejidos.

En cuanto a los hidrogeles interpenetrados, éstos se caracterizan por tener en un mismo sistema dos entramados políméricos diferentes, manteniendo sus propiedades originales, como la resistencia y estabilidad dimensional. Sabino explica que estos materiales pueden tener un comportamiento inteligente, que responden a estímulos térmicos o cambios de pH y pueden hincharse por encima de 1000% de su tamaño en seco. Del laboratorio del grupo B5IDA han surgido otras tesis donde se estudió su comportamiento físico-químico, así como su carácter biocompatible y/o biodegradable, además de que se han mezclado tanto polímeros sintéticos como polímeros naturales o biopolímeros para preparar estructuras 3D denominadas andamios.

Sabino expone que en el caso del proyecto de microtia, la idea de esta investigación es tener un aporte para verificar que el implante pueda ser reconocido por un ser vivo, una vez que las pruebas demuestren que no hay deformación del implante después de la cirugía; “además de que éste podría ser una solución a las actuales técnicas quirúrgicas usadas las cuales son algo traumáticas para los pacientes que sufren esta deformidad del pabellón de la oreja, y que pueda, a futuro, ser una alternativa para comenzar a trabajar con médicos en hospitales y clínicas”.

Fotos: Cindy Anselmi

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