Las suturas inteligentes del MIT que detectan la inflamación y administran medicación tras operar

Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts han creado un nuevo tejido capaz de administrar medicación y alertar si la curación no es correcta.

22 mayo, 2023 02:51

Marta Sanz Romero

La medicina está experimentando una época de gran innovación con sensores biotecnológicos que controlan la salud, píldoras robóticas que liberan el fármaco cuando se necesita o implantes que administran medicación para después disolverse, algunos ya se utilizan en España. En esta línea, un equipo de investigadores ha creado un hilo de sutura "inteligente" capaz de vigilar si se produce inflamación en la zona operada y administrar tratamientos químicos.

Frente a enfermedades como Crohn que requieren de cirugía en el intestino, este hilo multiuso, no solo fija la zona operada, sino que aplica medicación contra una reacción inflamatoria del órgano y alerta a los especialistas cuando la curación no está evolucionando debidamente. También esperan que sirva en adelante para otras operaciones quirúrgicas en las que se requiera quimioterapia, incluso para aplicar analgésicos de forma directa y evitar infecciones.

El profesor asociado de ingeniería mecánica en el MIT, Instituto de Tecnología de Massachusetts, Giovanni Traverso, y los investigadores Jung Seung Lee y Hyunjoon Kim son los autores principales de este artículo de investigación publicado en la revista Matter. La clave está en un recubrimiento de hidrogel que transporta medicación y biosensores en el tejido, hasta permite aplicar células madre viables durante un tiempo prolongado.

Cómo funcionan

Los investigadores parten de las suturas catgut, un tipo de hilo quirúrgico que se lleva utilizando desde el Imperio romano, según detalla el Instituto de Tecnología de Massachusetts. Su principal característica y por lo que es ampliamente utilizado en medicina es su composición animal y su condición biodegradable pasado un tiempo tras su aplicación en cirugías internas.

Fabricados con hebras de colágeno purificado de vacas, ovejas o cabras, estos hilos permiten hacer fuertes nudos que se acaban disolviendo a los 90 días. Con el tiempo, también se han desarrollado suturas absorbibles sintéticas, pero las catgut aún se usan en cirugía.

Aspecto de las suturas inteligentes, al microscopio. MIT Omicrono

Partiendo de esta idea, el equipo de científicos del MIT ha creado un nuevo tipo de sutura, denominadas De-gut. Perseguían con su estudio dotar al hilo de funciones "inteligentes" capaces de portar sensores, medicamentos y hasta células que liberen moléculas terapéuticas dándole un uso múltiple a este tejido. Entre los pacientes que se beneficiarían de estas cualidades, los investigadores ponen como ejemplo a los enfermos de Crohn que sufren una inflamación crónica del tubo digestivo, siendo a veces necesario extirpar una parte del intestino.

Estos pacientes requieren en algunas ocasiones una operación para volver a sellar los dos extremos del intestino por la parte extirpada donde se ha producido una cicatrización o inflamación excesiva. En estos casos, el nuevo tejido "inteligente", no solo mantiene la sutura en su lugar con fuerza, sino que detecta que el sellado no se está curando correctamente y presenta inflamación.

Fabricación de la sutura De-gut MIT Omicrono

Para conseguir este efecto, el hilo derivado del cerdo se "descelulariza" con detergentes para reducir la posibilidad de inflamación en el huésped, así se crea la sutura De-gut, un material libre de células. Después se deshidrata el tejido y se retuerce en hebras, para posteriormente poner a prueba su elasticidad o resistencia de tracción, comparado con las suturas catgut habituales. Aseguran desde el MIT que las De-gut inducen a una respuesta inmune mucho menor del tejido circundante que el catgut tradicional.

Sensores y medicamentos

Este es el primer paso, para continuar otorgando funciones "inteligentes" al tejido a través de una capa superior de hidrogel. Dentro del mismo es posible incorporar sensores de detección contra la inflamación y fármacos. Los sensores se componen de micropartículas recubiertas con péptidos que se liberan cuando el tejido entra en contacto con las enzimas asociadas a la inflamación, las llamadas MMP. para saber si las micropartículas han sido liberadas y por lo tanto, hay inflamación en la zona operada, basta con hacer un análisis de orina donde se detectan los péptidos.

Composición del nuevo tejido de sutura inteligente MIT Omicrono

En cuanto a los medicamentos, los investigadores han demostrado que la capa de hidrogel permite transportar medicinas como antibióticos, medicamentos destinados a la quimioterapia o contra esa inflamación intestinal que se pretende evitar a los pacientes de Crohn. Este último caso de uso es el que el equipo del MIT ha probado, al incluir en el tejido un esteroide llamado dexametasona y un anticuerpo monoclonal llamado adalimumab. Se transportan con micropartículas hechas de polímeros aprobados por la FDA y que controlan la velocidad a la que se libera el fármaco.

Además de la medicación indicada, sería posible también aplicar células terapéuticas como células madre capaces, por ejemplo, de estimular el crecimiento de las células sanguíneas, como refleja el estudio. Para comprobar la eficacia de este uso medicinal, las células madre fueron diseñadas para expresar un marcador fluorescente que se comprobó que seguía siendo viable durante al menos siete días al implantarse en ratones.

Con estos avances, el grupo de Giovanni Traverso ahora se enfoca en perfeccionar cada aplicación para el nuevo tejido de sutura y probar las demás posibilidades que ofrece este invento en otros pacientes y diferentes partes del cuerpo lejos del tracto gastrointestinal. Además, persiguen ampliar el proceso de fabricación de la sutura.