Las complicaciones hemorrágicas tras una intervención quirúrgica afectan a un gran número de pacientes. Durante las últimas décadas, se han desarrollado adhesivos y selladores de tejidos como alternativa a las suturas y grapas para cerrar y sellar heridas o incisiones. Estos materiales son ventajosos por su facilidad de uso, corto tiempo de aplicación y mínimo daño tisular, lo que los hace adecuados para procedimientos mínimamente invasivos. Sin embargo, su diseño y utilización en clínica presenta una serie de desafíos que se deben afrontar basándose en un conocimiento profundo del entorno del tejido objetivo y de su desempeño a largo plazo, posterior a la implantación, como es poder controlar las complicaciones hemorrágicas que pueden surgir en el proceso postoperatorio.
En este contexto, el Dr. Gonzalo Muñoz Taboada realizó su tesis doctoral con el objetivo principal de explorar el desarrollo, aplicación y evaluación de un novedoso bioadhesivo quirúrgico vascular pulverizable. Bajo el título Preclinical development of sprayable hydrogels for instant sealing of vascular anastomosis, la tesis estuvo dirigida por la Dra. Mercedes Balcells Camps, profesora titular del Departamento de Bioingeniería de IQS School of Engineering, investigadora del Grupo de Ingeniería Vascular y Biomedicina Aplicada (GEVAB) y del Institute for Medical Engineering and Science – MIT, y por la Dra. Natalie Artzi, profesora de Medicina de la Harvard Medical School y del MIT. Se trata de un doctorado industrial que se ha realizado en colaboración con la empresa BioDevek, una startup que desarrolla dispositivos médicos para una nueva generación de materiales quirúrgicos.
Un nuevo biomaterial para el sellado vascular
En su tesis, el Dr. Muñoz Taboada realizó el desarrollo y optimización de las formulaciones in vitro y ex vivo de un nuevo biomaterial, Dex:Alg:Den, así como los estudios de seguridad y eficacia in vivo y otros aspectos necesarios para una efectiva implementación clínica del biomaterial como sellador vascular. Para ello, atendió especialmente a las interacciones de los grupos funcionales presentes en los tejidos, especialmente aminas y ácidos carboxílicos, y al control del pH, mediante los tres componentes del nuevo material: Dextrano, Alginato y PAMAM Dendrimer.
Tradicionalmente, los materiales adhesivos quirúrgicos conseguían sus propiedades adhesivas mediante enlaces covalentes con grupos funcionales de la superficie del tejido. Esta estrategia asegura una fuerte adhesión, pero tiene asociada una alta toxicidad. El Dr. Muñoz utilizó una combinación entre enlaces covalentes y iónicos con el tejido, para conseguir mantener el alto poder adhesivo a la vez que minimizar la toxicidad.
Una vez determinado el papel de cada uno de los tres componentes, el siguiente paso consistió en realizar los estudios de seguridad, de acuerdo a la norma ISO 10993 para la evaluación de dispositivos médicos, para a continuación probar Dex:Alg:Den en diferentes modelos animales con los que medir la eficacia y la compatibilidad con los procedimientos clínicos actuales.
Los resultados obtenidos con el nuevo biomaterial desarrollado en esta tesis fueron comparados con los dos productos selladores disponibles en el mercado: uno más biocompatible y otro más sellante. Dex:Alg:Den presentó la misma fuerza de adhesión que el material más fuerte y, a la vez, el mismo nivel de biocompatibilidad que el mejor de los dos comerciales. También se estudiaron otros posibles riesgos, como la genotoxicidad o la irritación, obteniendo en todos los casos resultados favorables.
La investigación del Dr. Muñoz Taboada aporta importantes perspectivas al campo de los adhesivos quirúrgicos y de los biomateriales. El potencial mostrado por Dex:Alg:Den para mejorar los resultados en procedimientos quirúrgicos es significativo, abriendo la puerta a una nueva era en la aplicación de selladores quirúrgicos. Así mismo, ha quedado demostrada la importancia de aplicar el conocimiento teórico y la comprensión mecanística en aplicaciones clínicas prácticas, para poder mejorar la calidad de la atención sanitaria y la experiencia del paciente.
Publicaciones relacionadas
Gonzalo Muñoz, et al., Overcoming the translational barriers of tissue adhesives, Nature Reviews Materials volume 5, 310–329 (2020)
Gonzalo Muñoz. Pere Dosta, Elazer R.Edelman. Natalie Artzi, Sprayable Hydrogel for Instant Sealing of vascular Anastomosis, Advanced materials, 34, issue 43, 2203087
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