Los aderezos adhesivos de Bioinspired podían acelerar la cura de la herida

Cortes, rasguños, ampollas, quemaduras, fragmentos, y pinchazos - hay varias maneras que nuestra piel puede estar rota. La mayoría de los tratamientos para las heridas de la piel implican simple el poner de una barrera sobre ellas (generalmente un vendaje adhesivo de la gasa) para mantenerlo húmedo, limitan dolor, y reducen la exposición a los microbios infecciosos, pero no ayudan activamente al proceso curativo. Vendajes para heridas más sofisticados que pueden vigilar aspectos de la cura tales como pH y la temperatura y entregar terapias a un sitio de la herida se ha desarrollado estos últimos años, solamente ellos son complejos fabricar, costoso, y difícil modificar para requisitos particulares, limitando su potencial para el uso disperso.

Ahora, una nueva, escalable aproximación a acelerar la herida que curaba se ha desarrollado sobre la base de los hidrogeles calor-responsivos que son mecánicamente activos, elásticos, resistentes, altamente adhesivo, y antimicrobiano: aderezos adhesivos activos (AADs). Creado por los investigadores en el instituto de Wyss para la ingeniería biológico inspirada en la Universidad de Harvard, Juan A. Paulson School para dirigir y las ciencias aplicadas (MARES), y universidad de McGill, AADs de Harvard puede cerrar heridas importante más rápidamente que otros métodos y prevenir incremento bacteriano sin la necesidad de cualquier aparato o estímulo adicional. La investigación se denuncia en avances de la ciencia.

“Esta tecnología tiene el potencial de ser utilizado no sólo para los daños de la piel, pero también para las heridas crónicas como úlceras y dolores diabéticos de la presión, para el lanzamiento de la droga, y como componentes de terapias robótica-basadas suaves,” dijo a David correspondiente Mooney autor, Ph.D., miembro del profesorado de fundación de la base del instituto de Wyss y el profesor de Roberto P. Pinkas Family de la bioingeniería en los MARES.

Inspirado desarrollando embriones

AADs toma su inspiración de los embriones que se convierten, cuya piel puede curar sí mismo totalmente, sin la formación del tejido de la cicatriz. Para lograr esto, las células epiteliales embrionarias alrededor de una herida producen las fibras hechas de la actinia de la proteína que contratan para drenar los filos de la herida juntos, como un bolso de lazo que es tirado cerrado. Las células epiteliales pierden esta capacidad una vez que un feto se convierte más allá de cierta edad, y cualquier daño que ocurra después esa inflamación de la causa del punto y marcando con una cicatriz durante el proceso curativo.

Para imitar las fuerzas contráctiles que tiran de heridas embrionarias de la piel se cerraron, los investigadores ampliaron el diseño de hidrogeles adhesivos resistentes previamente desarrollados agregando un polímero thermoresponsive conocido como PNIPAm, que repele el agua y se encoge aproximadamente el 90° F. El hidrogel híbrido resultante comienza a contratar cuando está expuesto a la temperatura del cuerpo, y transmite la fuerza del componente de contratación de PNIPAm al tejido subyacente vía ligazones fuertes entre el hidrogel del alginato y el tejido. Además, los nanoparticles de plata se embuten en el DAA para ofrecer la protección antimicrobiana.

El DAA pegó a la piel de lingote con durante diez veces la fuerza adhesiva de un esparadrapo y evitó que las bacterias crecieran, así que esta tecnología es ya importante mejor que la mayoría de los productos de uso general de la protección de la herida, incluso antes de considerar sus propiedades herida-cerradas.”

Liberto de Benjamin, Ph.D., becario postdoctoral en el laboratorio de Mooney que está llevando el proyecto

Heridas cerradas más rápidamente

Para probar como de bien su DAA cerró heridas, los investigadores lo probaron en remiendos de la piel del ratón y encontraron que redujo la talla del área de la herida por el cerca de 45% comparado a casi ningún cambio en área en las muestras no tratadas, y las heridas cerradas más rápidamente que otros tratamientos incluyendo microgels, kitosán, la gelatina, y otros tipos de hidrogeles. El DAA también no causó la inflamación o las inmunorespuestas, indicando que es seguro para el uso en y en tejidos vivos.

Además, los investigadores podían ajustar la cantidad de cierre de la herida realizada por el DAA agregando diversas cantidades de monómeros de la acrilamida durante el proceso de fabricación. “Esta propiedad podría ser útil al aplicar el adhesivo a las heridas en una junta tiene gusto del codo, que se mueve alrededor mucho y se beneficiaría probablemente de una ligazón más floja, comparada a un área más estática de la carrocería como la espinilla,” dijo a co-primer Jianyu Li autor, Ph.D., becario postdoctoral anterior en el instituto de Wyss que ahora es profesor adjunto en la universidad de McGill.

Las personas también crearon una simulación por ordenador del cierre DAA-ayudado de la herida, que predijo que el DAA podría hacer la piel humana contratar a un régimen comparable al de la piel del ratón, indicando que tiene una probabilidad más alta de visualizar una ventaja clínica en pacientes humanos. “Estamos continuando esta investigación con estudios para aprender más sobre cómo las señales de entrada mecánicas ejercidas por impacto del DAA el proceso biológico de la herida que cura, y cómo DAA se realizan a través de un alcance de diversas temperaturas, mientras que la temperatura del cuerpo puede variar en las ubicaciones diferentes,” dijeron al liberto, que está tomando el guía en el proyecto. “Esperamos perseguir estudios preclínicos adicionales para demostrar el potencial del DAA como producto médico, y después trabajamos hacia la comercialización.”

“Éste es otro ejemplo maravilloso de una mecanoterapia en la cual los nuevos discernimientos en el papel dominante que el juego de fuerzas físicas en mando biológico se puede aprovechar para desarrollar una nueva y más simple aproximación terapéutica que pueda ser aún más efectiva que las drogas o los aparatos médicos complejos,” dijo a director de fundación Donald Ingber, M.D., el Ph.D. de Wyss, que es también el profesor de Judah Folkman de la biología vascular en la Facultad de Medicina de Harvard (HMS) y del programa vascular de la biología en el hospital de niños de Boston, y del profesor de la bioingeniería en los MARES.

Source:
Journal reference:

Blacklow, S.O. et al. (2019) Bioinspired mechanically active adhesive dressings to accelerate wound closure. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.aaw3963.