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Implantes hechos con hidrogel de gambas

31/07/2023 - Fuente: Fundación Descubre

Química sostenible: Salud y bienestar

Fotografía ilustrativa del artículo

Un equipo de investigación de las universidades de Sevilla y Huelva ha creado un compuesto a partir del quitosano, un polímero que proviene de las cáscaras de crustáceos, que mejora las características de otros existentes. Al ser más uniforme, amplía su elasticidad y dureza, lo que lo convierte en candidato para ser un buen soporte en la proliferación de células para trasplantes o la administración controlada de fármacos, entre otras aplicaciones.

Hace unos meses, antes de salir de casa, asegurábamos llevar en el bolso el móvil, las llaves, la mascarilla y el hidrogel. El gesto de frotarse las manos con este líquido antes y después de cualquier acción se volvió rutinaria. Pero los hidrogeles son algo más que el alcohol en gel diseñado para desinfectar las manos. Los creados con polímeros tienen multitud de aplicaciones, como crear implantes o servir de soporte en la proliferación de células en trasplantes de tejidos.

Su textura gelatinosa permite adaptarse a cualquier superficie y adherirse a ella, funcionando como una esponja. Primero se moldea y se coloca en el área del cuerpo que necesita una reparación, como un hueso o músculo, absorbe agua de los tejidos que le rodean y se expande, ajustándose a la forma adecuada. Además, puede contener medicamentos o células específicas que ayuden a regenerar el tejido dañado. Con el tiempo, el hidrogel se descompone en sustancias que el organismo elimina fácilmente.

El nuevo polímero tiene mayor elasticidad y resistencia que otros existentes.

Uno de los compuestos muy utilizado para estos fines es el quitosano, derivado de la quitina que se obtiene de las partes duras de algunos crustáceos, como cangrejos o gambas. Tiene buena biocompatibilidad al ser de origen natural y no tener efectos secundarios ni presentar rechazos. Además, es muy funcional y económico, ya que procede de subproductos alimentarios y no requiere de grandes y costosos procesos para su obtención.

Hidrogeles más resistentes y funcionales

Estas características lo convierten en diana para mejorar sus cualidades y ampliar sus aplicaciones. En esta línea, un equipo de investigación de las universidades de Sevilla y Huelva ha creado un nuevo hidrogel más elástico y resistente mediante una reacción química del quitosano que detallan en un artículo publicado en la revista Journal of Molecular Liquids. El proceso se llama red de polímeros interpenetrantes, IPN por sus siglas en inglés. En él, dos compuestos se entrelazan a nivel molecular y conforman una estructura tridimensional única con los beneficios de ambos.

Equipo de investigación de la Universidad de Sevilla, responsable del trabajo.

Así, se mezcla el quitosano con otro compuesto de azufre y carbono que modifica su estructura molecular y cambia sus características con unas reacciones llamadas en clic. “Esas son las que hemos usado en este trabajo. Toman su nombre porque las moléculas se enlazan como si de un puzzle se tratara, de una manera rápida y eficaz. Son especialmente eficientes por formar enlaces fuertes y no requerir reactivos adicionales ni condiciones muy exigentes”, indica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Sevilla Pablo Sánchez Cid, autor del artículo.

Sumar para crear lo nuevo

De esta manera, los dos compuestos están listos para someterse a luz ultravioleta con la que se crea el nuevo material que mejora las funciones y características de otros polímeros para aplicaciones como la creación de tejidos más sensibles. Entre ellos, podrían destacarse implantes para la columna vertebral o tejidos óseos o de corazón, que requieren una mayor resistencia que los existentes actualmente.

Imágenes macroscópicas de los ensayos realizados.

Los expertos continúan sus investigaciones para la creación de nuevos precursores de materiales a partir del quitosano que no requieran de dos compuestos para la síntesis, sino solo de uno modificado. Además, debido a la alta biodisponibilidad del quitosano, es decir, por su compatibilidad con el organismo, los expertos proponen nuevos ensayos para confirmar su idoneidad en nuevas aplicaciones posibles, como en la liberación controlada de fármacos.

Tanto los hidrogeles alcohólicos como los obtenidos de polímeros cumplen una misión concreta para mejorar nuestra salud y bienestar, aunque la única relación entre ellos sea su nombre. Los primeros cambiaron en un momento pasado nuestras rutinas para garantizar la prevención de enfermedades. Los presentados en este trabajo suponen una solución innovadora en el campo médico que mejorará la regeneración de tejidos dañados y la compatibilidad de implantes en el organismo. Ya sea por dentro o por fuera, el término ‘hidrogel’ ya forma parte de nuestras vidas.