Un puercuespín norteamericano ('Erethizon dorsatum'). | J. Glover
El cuerpo del puercoespín norteamericano ('Erethizon dorsatum') está recubierto con 30.000 poderosas púas que no duda en utilizar para defenderse de sus enemigos. Penetran en la piel con gran facilidad y son muy difíciles de extraer, unas propiedades que convierten a este mamífero roedor de carácter desconfiado en un animal peligroso. Lo saben bien aquellos que han tenido un encuentro con él.
Los científicos están intentando entender cómo funciona este extraordinario mecanismo de la naturaleza para copiarlo y reproducirlo en el laboratorio con el objetivo de desarrollar nuevos materiales adhesivos con aplicaciones en medicina.
Los primeros pasos para copiar este sistema se están llevado a cabo con éxito, según asegura un equipo de científicos estadounidenses en un artículo publicado esta semana en 'Proceedings of the National Academy of Sciences' (PNAS).
Según explican los investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y del Centro Terapéutico Regenerativo y Hospital de Mujeres de Brigham (BWH), el mecanismo de las púas del puercoespín servirá para diseñar nuevos tipos de adhesivos, agujas y otros dispositivos médicos que permitan realizar suturas y cerrar heridas internas sin usar grapas, hilo o los pegamentos que se utilizan en la actualidad.
La Naturaleza como inspiración
"Creemos que la evolución es la mejor solución para los problemas", asegura Jeffrey Karp, profesor en la Escuela de Medicina de Harvard y coautor de este artículo.
Vista microscópica de una púa artificial.| PNAS
Lo que han logrado hasta ahora es caracterizar por primera vez el mecanismo que permite que las púas entren y salgan de la piel. También han desarrollado dispositivos artificiales con las mismas características mecánicas que las púas del puercoespín de cara a la fabricación de agujas menos dolorosas o adhesivos que puedan cerrar tejidos internos de manera más segura.
En medicina, señalan los autores, existe una gran necesidad de este tipo de adhesivos, especialmente para pacientes que han sido sometidos a cirugías gástricas u operaciones en el intestino. Los cirujanos suelen utilizar suturas o grapas, que pueden causar complicaciones.
Además de suturas, los cirujanos usan a veces un pegamento especial para unir tejidos. Según señala Jeffrey Karp, profesor en la Escuela de Medicina de Harvard, estos adhesivos tisulares pueden resultar tóxicos y en algunos pacientes provocan reacciones inflamatorias.
Réplicas de poliuretano
Existen distintas especies de puercoespín. El que se ha utilizado para realizar esta investigación es el norteamericano ('Erethizon dorsatum') y habita los bosques de Alaska, Canadá y el norte de EEUU. Sus púas miden varios centímetros. La punta de la espina tiene unos cuatro milímetros recubiertos por púas microscópicas.En el laboratorio crearon réplicas artificiales con poliuretano para comprender las fuerzas físicas que permiten que la púa penetre en una variedad de tejidos, como la piel y el músculo. Pudieron comprobar que su geometría permite que penetre fácilmente y que se mantenga dentro, pues presenta un alto nivel de adhesión que hace realmente difícil sacarla.
Para Karp, siempre ha habido muchas creencias erróneas sobre los puercoespines y sus púas. Por ejemplo, el investigador recuerda que el filósofo Aristóteles creía que estos animales podían disparar sus púas a distancia, algo que no es cierto, pues las liberan sólo cuando entran en contacto con un depredador. Por ello, penetran suavemente en el tejido.
Púas que se desintegran en el cuerpo
Ahora están investigando cómo fabricarlas con materiales biodegradables que se desintegren dentro del cuerpo cuando hayan cumplido con su función.No es la primera vez que los científicos se basan en las propiedades de los animales para mejorar el instrumental médico. En 2008 Langer y Karp presentaron el concepto de vendajes inspirados en la salamanquesa, aunque necesitaban un adhesivo para fijarse en tejidos húmedos. La tecnología basada en la púa del puercoespín, aseguran sus creadores, se adhiere a los tejidos si necesidad de utilizar ninguna sustancia.
Los investigadores creen que los materiales y dispositivos inspirados en la naturaleza tienen un gran potencial para revolucionar las herramientas y los materiales que se usan en la actualidad en biomedicina, desde la administración de fármacos a la ingeniería de tejidos.
Fuente:
El Mundo Ciencia