La Dra. Noemí Balà ha diseñado en su tesis doctoral realizada en IQS un dispositivo específico para tratar la disección aórtica, de propiedades mecánicas similares a las de la arteria y que permitiría mejorar los tratamientos actuales.
Dr. Jordi Martorell, Dra. Noemí Balà y Dr. Salvador Borrós
La disección aórtica (AD) es uno de los sucesos más catastróficos que puede ocurrir en la aorta. Cuando se produce una disección, aparece un agujero en la pared de la arteria que hace que la sangre entre a través de la pared, separándose en capas. La disección es, con frecuencia, fatal si el nuevo canal se rompe por su parte externa. A pesar de la relativamente alta incidencia de esta enfermedad, las compañías de dispositivos médicos le han dedicado menos atención que a otras enfermedades cardiovasculares. Es por esto que las soluciones actuales no están diseñadas para tratar la disección, sino para tratar los aneurismas de la aorta. Por este motivo, se requieren reintervenciones quirúrgicas de los pacientes.
En este contexto, la Dra. Noemí Balà realizó su tesis doctoral, “Desarrollo de un parche bioabsorbible para tratar la disección aórtica”, en el Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de Materiales de IQS School of Engineering. Esta tesis doctoral plantea la sustitución del injerto que se utiliza actualmente para reparar las disecciones aórticas, muy largo y mecánicamente muy diferente de la aorta, por un dispositivo pequeño, fabricado con un material biocompatible y que cubra el agujero producido. Este dispositivo consiste en un parche que se adhiere a la pared arterial, con una microestructura que facilita la integración celular. Las propiedades del parche, similares a las de la arteria, hacen que se adapte muy bien a la pulsatilidad de la misma, mucho mejor de como lo hacen los tratamientos actuales. La tesis ha sido codirigida por el Dr. Jordi Martorell, coordinador del Grupo GEVAB (Grupo de Ingeniería Vascular y Biomedicina Aplicada) y por el Dr. Salvador Borrós, coordinador del grupo GEMAT (Grupo de Ingeniería de Materiales).
En una investigación muy interdisciplinar, la Dra. Balà ha fabricado el parche con policaprolactona, un polímero bioabsorbible, con tiempo de absorción prolongado y que, además, es un material probado por la FDA. Mediante el uso de la técnica de electrospinning, ha sido posible crear fibras de medidas muy pequeñas y con diferentes distribuciones, para generar una microestructura con las propiedades mecánicas deseadas. Así, se ha podido crear un parche de dos capas de fibras, una con las fibras alienadas y la otra con las fibras aleatorias, que interaccionan con los dos tipos de células presentes en la arteria: las células endoteliales y las musculares lisas.
Todos los parámetros han sido optimizados para poder llevar el sistema diseñado a escala industrial, contando con la colaboración de las empresas The Electrospinning Company y Bionicia.
Ensayos in vitro e in vivo
Tras crear la microestructura en base a las características de la aorta, el siguiente paso fue la realización de estudios in vitro utilizando diferentes proteínas y péptidos, comprobando que la morfología del parche ayuda a guiar las células endoteliales hacia las fibras alineadas, con buenos resultados por lo que se refiere a la migración y proliferación celular.
Finalmente, se escogió una de las muestras ensayadas – la fabricada en The Electrospinning Company – para realizar las pruebas in vivo, primero en cerdos y finalmente en corderos. En las pruebas realizadas, el parche se implantaba por cirugía abierta y se realizaba seguimiento por ecografías vascular y transesofágica. Las pruebas de larga duración, hasta 3 meses, han demostrado que el parche desarrollado causa muy poca reacción inflamatoria y que se adapta perfectamente a la arteria en cada latido. Además, las células han sido capaces de colonizar los parches, consiguiendo reendotelización y remodelación arterial en todos los ensayos prolongados.
Los resultados obtenidos abren claramente la puerta a un innovadora tecnología para el tratamiento de la disección aortica y, una vez el sistema de entrega endovascular esté finalizado, se iniciarán los ensayos en humanos.
Esta investigación ha generado una familia de patentes, de las cuales ha nacido la spin-off Aortyx.
IQS y Aortyx han recibido financiación de la Obra Social Fundación “la Caixa”, EIT Health, FIPSE, la Generalitat de Catalunya / AGAUR, ENISA y el CDTI, además de haber colaborado directamente con el Hospital Clínic de Barcelona.
