El material, compuesto por fibras coaxiales de biopolímeros de dimensiones nanométricas, exhibe una liberación dual y sostenida de agentes antibacterianos y cicatrizantes. Las pruebas demostraron una potente actividad antibacteriana y una significativa promoción de la proliferación celular de fibroblastos, junto con una reducción en la adherencia celular. Este hito científico presenta un prometedor camino hacia parches no adherentes con potencial para mejorar significativamente la cicatrización de heridas complejas como las de pie diabético.
Las heridas crónicas y agudas representan un desafío considerable para los sistemas de salud a nivel mundial, lo que hace necesario buscar soluciones avanzadas para su tratamiento. Como respuesta a esta situación, investigadoras e investigadores de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile han alcanzado un hito significativo en el cuidado de laceraciones con su último desarrollo científico, detallado en dos artículos publicados en la prestigiosa revista International Journal of Pharmaceutics y en Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI).
El trabajo pionero del equipo se centra en la creación de un material de apósito bioactivo utilizando fibras coaxiales electrohiladas de polímeros específicos. La configuración coaxial incorpora una capa externa con nanopartículas de plata como agente antibacteriano, y un núcleo que contiene alantoína para promover la cicatrización de heridas. Las fibras, con diámetros que van de 0.72 a 1.7 micrómetros (µm), invisibles al ojo humano, exhibieron una liberación dual y sostenida de iones de plata y alantoína a lo largo de un periodo de 72 horas en pruebas de laboratorio.
Las mallas demostraron una potente actividad antibacteriana contra la Pseudomonas aeruginosa y Bacillus subtilis. El material no solo promovió significativamente la proliferación de células de fibroblastos, sino que también mostró una reducción en la adherencia a la herida. Con ello, queda evidenciado su potencial como un material de apósito no adherente, con implicaciones prometedoras para la cicatrización de heridas. Este avance científico representa un gran paso para abordar los desafíos complejos asociados con el tratamiento de lesiones a nivel global.
La autora del estudio, Laura Tamayo, académica del Departamento de Química de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, así lo explica. “Buscamos obtener un producto que pueda resolver una problemática socio-científica en el ámbito de la biomedicina. En ese sentido, siempre me llamó la atención el tema de las heridas y el proceso de cicatrización, que es bastante lento. Muchas veces una herida no cicatriza, o sea, puede estar muchos años expuesta porque hay un tema con las enfermedades crónicas y en particular con la diabetes”, dice.
“El proceso de cicatrización requiere una etapa de inflamación y luego la proliferación celular y el crecimiento de nuevo tejido. Pero estas heridas están susceptibles a la contaminación con bacterias patógenas y a las infecciones. Y cuando un tejido se infecta, el cuerpo tiene como respuesta la inflamación. Entonces, esta etapa que debería ser más acotada de inflamación en la cicatrización producto de una infección, se extiende tanto que finalmente las siguientes etapas para culminar en una cicatriz limpia o en el cierre completao de una laceración, nunca ocurre, porque el cuerpo está constantemente luchando para poder enfrentar la invasión de estos patógenos y poder controlar la infección”, agrega la joven investigadora.
Un ejemplo de estas heridas son las de las personas que padecen diabetes, úlceras que prolongadamente están expuestas, infectadas y nunca cicatrizan, terminando a veces en amputaciones. Todo lo anterior, también afecta la movilidad del paciente y su estado emocional.
“Quisimos diseñar un biomaterial que en este caso es un parche para heridas, un apósito, que pudiese resolver de alguna manera ese proceso de cicatrización, es decir, promover la cicatrización y además prevenir infecciones por bacterias patógenas”, dice la profesora Tamayo. “Este material se hace a partir de fibras de dimensiones nanométricas, tan pequeñas que son invisibles al ojo humano. Estas fibras tienen una configuración coaxial, es decir tiene un núcleo (core) y una capa (shell), como el cable coaxial con que se conecta el tv cable”, explica.
De esta manera, cuando se incorporan agentes activos tanto en el core como en el shell, estos se liberan de manera simultánea pero a una velocidad distinta. “Todo lo que está en el shell se libera rápidamente, mientras que lo que está en el core se va liberando de manera más lenta. Quisimos jugar con los tiempos de liberación, pensando en que si hay una herida que está muy susceptible a una infección, sería idóneo que desde el material se libere primero y de manera rápida el agente antibacteriano, y de manera más tardía el agente cicatrizante porque primero quiero resolver la infección, abordarla y controlarla, y cuando eso ya ocurre, es conveniente que el agente cicatrizante se libere y eso lo conseguimos desde la conexión coaxial”, agrega la académica del Departamento de Química.
Facultad de Ciencias impulsa una nueva era en tratamientos de heridas
Nicolas Guiliani, director de la Escuela de Postgrado de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile y académico del Departamento de Biología de la misma unidad, quien colaboró en la investigación, explica otro aspecto fundamental de esta innovación, que es que al cambiar el parche, este no se lleva lo que se ha logrado cicatrizar. “Esta fibra coaxial permite generar el crecimiento de fibroblastos e impedir que haya demasiada adherencia con la herida. Por lo tanto, este nuevo material no se queda adherido al sacar el parche o al renovar este material, lo que da a entender que sería menos dañino y por lo tanto favorece el proceso de cicatrización». Además, «lo que probamos a nivel microbiológico con las bacterias es que hay un efecto inhibidor con la presencia del ion de plata».
La líder de la investigación, resume así: “La novedad y el aporte, es que no existe un material de estas características en el mercado. Y además en un segundo artículo que recién publicamos, logramos modificar las propiedades de humectabilidad para que interactúe de manera fácil y rápida con el agua, ya que así podemos también variar los perfiles de liberación o la velocidad de los agentes activos. Con esto proponemos una plataforma para poder crear un material que libere agentes activos a distintos tiempos de acuerdo a la necesidad o a las características de cada herida. Y ese es nuestro aporte fundamental”, dice Tamayo.
El profesor Guiliani dice que el nuevo material es “bien novedoso y de vanguardia», por lo cual para que los pacientes puedan acceder a esta innovación, es necesario llegar al mercado. Esa es la siguiente etapa de esta investigación Fondecyt. “Para llegar al mercado es necesario empezar con los ensayos clínicos. La idea de patentar este material y su uso, para generar un aporte aplicado de la ciencia básica, de la química de polímeros, en el campo de la salud de manera muy sustantiva”, agrega Guiliani.
