Aproximadamente 1,9 millones de personas mueren cada año por pérdida de sangre, a veces por traumatismo, a veces en la mesa de operaciones. Los cuerpos sangrantes están húmedos, son propensos a las infecciones y necesitan atención urgente. Sin embargo, es difícil sellar el tejido húmedo, y la mayoría de los productos comerciales que se utilizan para detener el sangrado se basan en coagulantes que tardan unos minutos en actuar.
Durante los últimos años, un equipo de investigadores, encabezado por Hyunwoo Yuk, científico de ingeniería mecánica del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), ha estado desarrollando un enfoque completamente diferente para detener el sangrado: pegamento. Más concretamente, pegamento inspirado en percebes.
Los percebes, la solución evolutiva
Yuk dice que los percebes tienen una solución evolutiva al problema de adherirse a superficies resistentes. En un estudio publicado en Nature Biomedical Engineering, su equipo demostró cómo este pegamento parecido a un artrópodo puede detener el sangrado en segundos.
Yuk trató ratas con lesiones cardíacas y hepáticas sangrantes con productos que suelen utilizar los cirujanos. El sangrado continuó. En otros, apretó la pasta aceitosa del laboratorio. "Exactamente la misma lesión podría sellarse en sólo 10 segundos más o menos"
En el experimento, Yuk trató ratas con lesiones cardíacas y hepáticas sangrantes con productos que suelen utilizar los cirujanos. El sangrado continuó. En otros, apretó la pasta aceitosa del laboratorio. "Exactamente la misma lesión podría sellarse en sólo 10 segundos más o menos", apunta.
Las ratas sobrevivieron gracias al pegamento inspirado en los percebes, al igual que los cerdos que fueron probados por los colaboradores de Yuk en la Clínica Mayo. Su evidencia, aunque todavía preliminar, es un buen augurio para los pacientes quirúrgicos humanos con trastornos sanguíneos, cardíacos y hepáticos.
"La fuerza impulsora de la evolución de la naturaleza es la supervivencia", explica Yuk. Si quieres resolver un problema, probablemente puedas encontrar un animal que ya haya evolucionado para resolverlo
“Mi impresión general de este material es que es increíble”, declara Hanjay Wang, residente del Departamento de Cirugía Cardiotorácica de la Universidad de Stanford que no participó en el estudio. "Definitivamente satisface una necesidad, especialmente en situaciones de emergencia, cuando solo necesita tomar el control".
Los ingenieros sabían que podrían encontrar inspiración en el mundo animal. "La fuerza impulsora de la evolución de la naturaleza es la supervivencia", explica Yuk. Si quieres resolver un problema, probablemente puedas encontrar un animal que ya haya evolucionado para resolverlo.
La adhesión de los percebes
Los percebes les llamaron la atención, dice, porque son molestamente pegajosos: "Se pega a la roca, se pega al acero oxidado, se pega a superficies viscosas, como ballenas y tortugas".
Estos crustáceos se adhieren gracias a un cemento de proteínas secretadas por las glándulas a lo largo de la "frente" de cada animal. Pero la salsa secreta, bueno, más bien un aceite, es un cóctel de lípidos, que primero barre los contaminantes de las superficies, para que las proteínas puedan hacer lo suyo.
Y resulta que se necesita una superpotencia similar cuando se intenta sellar el tejido animal sangrante. En cierto modo, dice Yuk, la sangre es un "líquido contaminado", porque no es un líquido homogéneo, está lleno de células sanguíneas. Para que un adhesivo funcione, debes empujar a éstas fuera del camino.
La creación del pegamento
En lugar de usar proteínas de percebe reales para su pegamento de prueba, el equipo de Yuk utilizó una especie de rúbrica química para diseñar una barrera física de alta presión.
En lugar de partículas de proteína pegajosas, reutilizaron una invención de laboratorio anterior: láminas adhesivas biocompatibles hechas de un cóctel de moléculas orgánicas, agua y quitosano, un azúcar que se encuentra en los exoesqueletos de mariscos duros. (Los percebes usan un compuesto similar llamado quitina, y el quitosano ya se usa ampliamente en vendajes para heridas). Más tarde, arrojaron las láminas en un molinillo criogénico que las pulverizó hasta que se convirtieron en fragmentos de, aproximadamente, una centésima de milímetro de diámetro.
Las micropartículas y el aceite se mezclaron para crear un pegamento con el aspecto y la sensación de una pasta de dientes blanca turbia
Como agente repelente de sangre, utilizaron aceite de silicona, que se utiliza en medicina como lubricante inerte, para herramientas quirúrgicas y como sustituto del líquido vítreo después de desprendimientos de retina. Las micropartículas y el aceite se mezclaron para crear un pegamento con el aspecto y la sensación de una pasta de dientes blanca turbia.
La pasta pasó a través de una serie de pruebas mecánicas para registrar qué tan fuerte y rápido podía sellar las muestras emitidas. Yuk exprimió la pasta de una jeringa en una astilla de corazón de cerdo, luego presionó una pequeña espátula de metal contra ella. Bajo esa presión, el aceite de silicona eliminó la suciedad y el fluido. Al mismo tiempo, la masa de micropartículas pegajosas se solidificó y los bordes de las proteínas sobresalieron de la superficie del tejido. Un fuerte vínculo se formó en segundos.
Luego, Yuk comparó el pegamento de percebe con los productos utilizados por los cirujanos. Éste formó una unión ocho veces más resistente. Y cuando se probó en una aorta de cerdo aislada para determinar su "presión de estallido", el límite antes de que se rompa un sello, el pegamento de Yuk se mantuvo firme hasta el doble de la presión esperada del flujo sanguíneo.
Solo el pegamento superó la presión producida por los latidos del corazón para formar un sello; el sangrado se detuvo en segundos. “Fue muy impactante visualmente”
Animado, el equipo estaba listo para probar su invento en animales vivos. Las ratas anestesiadas que sangraban por protuberancias de 2 milímetros en los músculos de la cámara cardíaca recibieron el pegamento de percebe o una de las dos alternativas comerciales. Solo el pegamento superó la presión producida por los latidos del corazón para formar un sello; el sangrado se detuvo en segundos. “Fue muy impactante visualmente”, indica Yuk.
El equipo repitió pruebas similares en hígados de ratas, una región importante para los estudios de hemorragia, ya que es el órgano más vascularizado del cuerpo. Nuevamente, el pegamento detuvo el sangrado en segundos. Y dos semanas después, los agujeros en los corazones y los hígados permanecieron sellados herméticamente.
Fuente: Wired.
