Un «pegamento» inspirado por la naturaleza para reparar huesos rotos
Organismos marinos como los mejillones producen pegamentos resistentes a entornos húmedos y turbulentos para anclarse con fuerza a las superficies. Esto les convierte en una gran fuente de inspiración para obtener agentes de unión que utilizar en intervenciones quirúrgicas. Si bien ya se están utilizando bioadhesivos inspirados en los producidos por organismos marinos en tejidos blandos (para reparar heridas, por ejemplo), su uso en tejidos duros como los huesos requiere algunos retoques. En el proyecto financiado con fondos europeos DIADOM (Marine inspired biosilica-filled hydrogels) se ha combinado un bioadhesivo de mejillones con sílice marina para promover la mineralización ósea y por tanto el crecimiento de hueso. Los investigadores comenzaron utilizando un hidrogel desarrollado previamente que emula al pegamento producido por el mejillón azul Mytilus edulis. Para combinar el hidrogel con la biosílice, utilizaron reacciones químicas inspiradas en la naturaleza por las que se enlazan aminoácidos para formar proteínas. Cuando el equipo ensayó las propiedades mecánicas del hidrogel adhesivo, encontraron que los geles reticulados con biosílice podían resistir mayores fuerzas mecánicas que los hidrogeles solos. Además, el sistema hidrogel-biosílice gelificaba en menos de tres minutos, lo que sugiere que es apto para pegar fragmentos óseos y cerrar heridas rápidamente durante una intervención quirúrgica. Puesto que en el proyecto DIADOM se utilizaba sílice natural procedente de organismos marinos, los investigadores necesitaban asegurarse de que no fuera tóxica para las células humanas. Inicialmente se ensayó en células de ratón la toxicidad de la biosílice extraída de algas del río Mississippi. Los investigadores ensayaron después en ratones el sistema biosílice-hidrogel para ver si inducía inflamación, y comprobaron su efecto en los riñones, el bazo y el hígado. Tras confirmar que el sistema no es tóxico en ratones, los investigadores utilizaron células humanas para estudiar la respuesta de las células óseas. Aunque no encontraron evidencia de toxicidad, las células se unían mal al hidrogel y no fue posible realizar más ensayos. El proyecto DIADOM ha demostrado los importantes beneficios del pegamento inspirado por la naturaleza para formar uniones hueso-hueso fuertes en muy poco tiempo. Aunque tiene aplicaciones biomédicas prometedoras, será preciso mejorar su capacidad para unirse a superficies y soportar fuerzas mecánicas antes de que los pacientes se puedan beneficiar de este interesante avance.
Palabras clave
Huesos rotos, pegamento quirúrgico, mejillones, organismos marinos, bioadhesivos, biosílice, hidrogeles
