Biotinta de salmón podría ayudar a tratar patologías articulares
Chile: Investigación busca que este biomaterial pueda inyectarse, a través de un procedimiento artroscópico y un dispositivo médico, y así restaurar lesiones óseas o de cartílago.
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Juan Pablo Acevedo, investigador principal del centro basal Impact de la Universidad de Los Andes, lleva varios años trabajando con colágenos extraídos de piel de animales para generar soluciones poliméricas. Cuando regresó a Chile desde Estados Unidos, se contactó con el profesor Javier Enrione, que se encontraba trabajando en el laboratorio BiopREL de la misma casa de estudios, y quien se encontraba trabajando en el análisis de las aplicaciones del colágeno de la piel de salmón, particularmente para extender la vida útil de los alimentos.
“Por una parte, yo tenía la expertise en relación con la modificación del colágeno y poder controlar su polimerización, y, por otra parte, el profesor Enrione, estaba analizando su aplicación en preservación de alimentos. Y así proyectamos que la utilización de colágeno de gelatina de salmón podía resolver una gran cantidad de problemas técnicos, que existen en ingeniería de tejido, como en bioimpresión 3D, y así pudiesen ser aprovechados”, comentó el investigador en entrevista con Salmonexpert.
De esto, Acevedo contó que nacieron varios proyectos. Uno de los primeros que se desarrolló, además de utilizarlo para hacer cobertura y extender la vida útil de productos cárnicos, él comenzó a trabajar en utilizar este material como biotinta para impresión 3D de alta resolución.
“Estamos hablando de utilizar impresoras 3D industriales que existen en el mercado, y que se utilizan con distintos plásticos. En esto hay un mercado muy grande donde se utiliza en general en la industria para prototipado, pero que eran complicadas de utilizar con biomateriales, ya que no había acceso a lograr imprimir tejidos en alta resolución y menos con células. La gracia de los colágenos de salmón es que, en solución, a diferencia de los colágenos, de porcino o bovino, a temperatura ambiente, el caso de salmón es que es muy poco viscosa. Es una solución muy acuosa, de muy baja viscosidad. Mientras que, en el caso de los colágenos de porcino y bovino, es muy viscosa. Y para las impresoras de alta resolución, ese es un problema grave, porque requieren de un líquido muy liviano para poder hacer pequeñas gotitas de posición sobre una superficie y empezar a generar estructuras complejas capa a capa”, detalló el profesional.
“Esto empezó a funcionar increíble. Empezamos a lograr impresiones con impresoras industriales, tanto el biomaterial en base a colágeno de salmón, y también incorporándole células. Incluso fuimos a la empresa que desarrollaba esta impresora, hicimos pruebas, y se convirtió en una colaboración muy interesante”, agregó el investigador.
Sin embargo, las aplicaciones estudiadas del colágeno de salmón no se quedaron ahí. Juan Pablo comenta que continuaron seguir aprovechando estas capacidades. “Vimos que teníamos cierta concentración de colágeno en solución, que nosotros podíamos polimerizar, y que, si nosotros concentrábamos más el polímero dentro de esta solución, seguía teniendo una viscosidad muy baja. Entonces, si nosotros aumentábamos la concentración del polímero, del colágeno en la solución, y activábamos la polimerización, generaríamos una especie de hidrogel muy duro. Esto era muy interesante, porque podría, por ejemplo, facilitar la inyección de material a través de pequeños orificios que cruzan tejidos. Con esto, podíamos acceder al espacio articular, y poder alcanzar, zonas de lesiones de cartílagos y lesiones óseas a través de un pequeño orificio. Aprovechando que tiene muy baja viscosidad, podemos tener la posibilidad de generar un líquido inyectable en base a un biomaterial, que, por ejemplo, también podrían tener células, y eventualmente estimular y regenerar estas lesiones”, explicó el investigador de la UAndes.
El profesional manifestó que también desarrollaron un dispositivo médico que es capaz de hacer una especie de impresión 3D dentro de la articulación. “Es una especie de plataforma donde dos tecnologías, por un lado la biotinta, y por otro un sistema de alta precisión que puede restaurar lesiones manteniendo la topografía de la superficie de forma muy equilibrada”.
¿Por qué la gelatina de salmón funciona así? Acevedo precisó que evolutivamente se ha adaptado a funcionar a bajas temperaturas. Esto significa que tiene diferencia en los aminoácidos que componen el colágeno, y esa diferencia de aminoácidos hace que, en general, el polímero sea más flexible. Al ser el polímero más flexible, cuando está en solución, crea una solución menos viscosa. Además, la gelatina de salmón, a temperatura ambiente, no gelifica espontáneamente. Y eso permite que no bloquee los sistemas de dispersión de líquido, es decir, de la biotinta en el cabezal de la impresora.
Usos
Si bien estos proyectos están en etapa de pruebas, el investigador cuenta que están trabajando para avanzar a la etapa de ensayo clínico y estas soluciones puedan ser probadas con estándares clínicos.
“Los beneficios para pacientes serían increíbles. La lesión de cartílago focal es bastante común, por ejemplo, en deportistas que por algún elemento o evento traumático, generan una lesión en el cartílago. Puede ser deportista de elite o no. Incluso accidentes laborales o accidentes en la casa pueden provocar este tipo de lesiones. ¿Qué pasa con estas lesiones? Que como el cartílago no es muy bueno para regenerarse, estas lesiones progresan, se agrandan y terminan transformando en problemas más graves como, por ejemplo, osteoartritis, una de las condiciones más invalidantes a nivel mundial. Con este biomaterial, el cartílago se rellena, se reconstruye nuevamente la anatomía correcta y se estimular su regeneración”, recalcó el investigador, agregando que una segunda aplicación sería en el tratamiento de la artrosis.
“En esencia, lo que esperamos con este hidrogel o biotinta es poder hacer una cobertura del cartílago y generar condiciones para que se reviertan estas lesiones o procesos degenerativos y que puedan recuperarse. Esto, mediante procedimientos mínimamente invasivos, que no requieren de largas y dolorosas recuperaciones”, dio a conocer el investigador de centro basal Impact de la Universidad de Los Andes.
