*Dr. José Antonio Sánchez-Fernández

En la actualidad, los avances tecnológicos y científicos en el campo de la ingeniería biomédica se han incrementado en sus diferentes ramas. Una de las áreas con mayor desarrollo es la de los biomateriales capaces de interactuar con un sistema biológico con la finalidad de evaluar, tratar, mejorar o reemplazar tejidos, órganos o funciones del cuerpo. El estudio y desarrollo de nuevos polímeros biomédicos resulta en la innovación de dispositivos capaces de mejorar la calidad de vida. Un material de tal categoría tiene que ser altamente biocompatible, porque al entrar en contacto con un sistema biológico debe formarse una interfase que no dañe al sistema ni tampoco al material.

Para conocer esa biocompatibilidad, se le puede hacer un análisis que se refiere a la realización de ciertas pruebas que señalan la citotoxicidad del material, es decir, su cualidad de ser tóxico para las células. Existen herramientas muy útiles para llevar a cabo este tipo de estudios como los ensayos. Con los ensayos de citotoxicidad es posible medir la toxicidad del tratamiento, la viabilidad, es decir, la proporción de células vivas luego del procedimiento;, la luminiscencia que indica la apoptosis celular, definida como un tipo de muerte celular que usan los organismos multicelulares para eliminar células dañadas o no necesarias;, y la proliferación que mide el incremento del número de células. El proceso se realiza de una forma controlada para minimizar el daño de las células vecinas. Los restos celulares se eliminan mediante fagocitosis para evitar la inflamación en esa zona.

El trabajo de investigación se centró en desarrollar un nuevo material polimérico formado por el poli (metil vinil éter-alt-maleíco anhídrido) (pMVEMA) y el ácido polimetacrílico (PMAA), para aplicaciones biomédicas.

Los polímeros son macromoléculas compuestas por una o varias unidades químicas (monómeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena. Un copolímero se define como una macromolécula compuesta por dos o más monómeros o unidades repetitivas distintas, que se pueden unir de diferentes formas por medio de enlaces químicos.

Un polímero de grado biomédico es aquel que es utilizado para que interactúe con un sistema biológico. Estos materiales pueden clasificarse según el tiempo que deben ser funcionales al aplicarse en una zona específica. El primer grupo engloba a todos aquellos sistemas o dispositivos utilizados para sustituir parcial o totalmente tejidos u órganos destruidos, es decir, que deben ser permanentes. En el segundo grupo, caen los biomateriales degradables de aplicación temporal. Estos últimos materiales deben funcionar de manera adecuada durante un periodo de tiempo limitado.

Para trabajar con biomateriales es necesario conocer dos datos fundamentales: el efecto del implante en el organismo y el efecto del organismo sobre el implante. Consecuentemente, el material no debe solubilizarse en el organismo a menos que la aplicación así lo requiera. El organismo no debe degradar el implante a menos que la degradación sea intencionada; el material debe ser biocompatible; y por último, el material debe ser esterilizable.

Las propiedades más notables del pMVEMA son su biodegradabilidad, la biocompatibilidad, su bioadhesividad y la conductividad eléctrica. Se utiliza para la modificación de enzimas, componentes de hidrogeles, sistemas de administración de fármacos. La bioadhesión del pMVEMA juega un papel importante en una novedosa plataforma microfluídica. En este caso, la propiedad de bioadhesión prolonga el tiempo de retención del fármaco en el área de absorción, mejorando su eficiencia y biodisponibilidad. Este material brinda la capacidad de reconstruir el tejido gracias a su interacción de sus iones y grupos funcionales compatibles químicamente con las células.

Por otra parte, el polímero a base de ácido metacrílico se utiliza como dispersante y adhesivo, presenta un comportamiento de polielectrolito que hace que las disoluciones sean conductores eléctricos. Considerado como un polímero sensible al estímulo, el PMAA puede modificar su dimensión debido a un cambio de pH. Las aplicaciones más conocidas de PMAA en el campo biomédico son en la modificación de enzimas, la creación de membranas especiales, como estabilizador de dispersión y sistemas de administración de fármacos.

Pruebas del copolímero de pMVEMA-PMAA a una apoptosis celular, demostró que no representaba una “amenaza” para las células. Por otra parte, las células dañadas tratadas con pMVEMA-PMAA no proliferaron de la misma manera que el grupo de control sin tratamiento. Este comportamiento es útil para aplicaciones de cicatrización de heridas controladas. El pMVEMA tiene aplicaciones regenerativas debido a su conductividad eléctrica; y el PMAA ha mostrado aplicaciones avanzadas de curación de heridas. Estas características, combinadas con los resultados de biocompatibilidad obtenidos en este estudio, hacen que los copolímeros pMVEMA-PMAA sean buenos candidatos para aplicaciones biomédicas.

De acuerdo con la literatura, las propiedades de ambos polímeros combinados pueden aprovecharse para la elaboración de apósitos.  El pMVEMA ha sido útil en la regeneración celular, mientras que el PMAA brinda propiedades de adhesión. Como el copolímero formado con esos monómeros es hidrosoluble, la remoción del posible apósito se facilita y evita lesiones en la piel perilesional. De igual forma, al ser un excelente adhesivo es capaz de quedarse en la misma zona sin provocar algún tipo de fricción o roce que pueda dañar innecesariamente la herida.

Los resultados de las pruebas de citotoxicidad muestran que el copolímero no es citotóxico. Según los resultados de viabilidad, citotoxicidad y luminiscencia, las células sometidas al tratamiento se comportan de manera muy parecida a las células control, lo que indica que el copolímero no afecta su integridad.

En el estudio de proliferación, si bien las células con tratamiento proliferan, no lo hacen de la misma manera que las células control. Este comportamiento puede ser una herramienta útil para impedir la cicatrización queloide, es decir, para evitar el crecimiento de tejido cicatricial adicional. Por lo tanto, la cualidad de no ser citotóxico y de impedir la cicatrización queloide son dos características esenciales del copolímero pMVEMA-PMAA para su aplicación en apósitos. Dentro de la clasificación de apósitos se encuentran aquellos hidrogeles capaces de rellenar cavidades y mantener la humedad de la herida para que esta no se pegue a un vendaje. Es posible aprovechar este resultado para crear un relleno que no se adhiera a la herida sin causar ningún daño al momento de la remoción. Para ello, se realizaron pruebas cualitativas para medir la adhesión del copolímero en piel. El copolímero de pMVEMA-PMAA puede ser utilizado como un hidrogel para rellenar cavidades y para la adhesión de apósitos. Debido a que el polímero es hidrosoluble, su remoción es más sencilla.

* Investigador titular del Departamento de Procesos de Polimerización del Centro de Investigación en Química Aplicada.