Cuando se trata de energía para adherirse en
condiciones de humedad, los mejillones marinos son difíciles de superar,
ya que pueden pegarse a prácticamente todas las superficies inorgánicas
y orgánicas y mantenerse en agua salada, incluyendo entornos
turbulentos de marea. Esa proteína adhesiva del mejillón ha servido de
fuente de inspiración a los científicos para aplicaciones biométicas,
como la entrega de medicamentos de reparación quirúrgica y fármacos
contra el cáncer.
En concreto, se han creado nuevos materiales que imitan las
proteínas adhesivas del mejillón para tres aplicaciones médicas:
selladores para la reparación de la membrana fetal, la autoconfiguración
de hidrogeles antibacterianos y polímeros para la entrega de fármacos
contra el cáncer y la destrucción térmica de las células cancerosas.
Phillip B. Messersmith, profesor de Ingeniería Biomédica en la
Escuela McCormick de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad
Northwestern, en Estados Unidos, hablará de su investigación en este
sentido en el simposio 'La traducción de Adhesión Mejillón beneficiosos a
nuevos conceptos y materiales' que se celebrará en la reunión anual de
la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS) que tiene
lugar estos días en Boston.
"La adhesión del mejillón es un proceso notable que implica la
secreción de una proteína de pegamento líquido que se endurece
rápidamente en un sólido, adhesivo resistente al agua-- explica
Messersmith--. Varios aspectos de este proceso inspiran nuestro
desarrollo de materiales sintéticos para aplicaciones prácticas. Una
oportunidad inusualmente convincente para la traducción de los conceptos
de adhesión de mejillón es en la reparación o reconstrucción de tejidos
en el cuerpo humano, donde el agua es ubicua y su presencia representa
un desafío para alcanzar los resultados deseados".
El pie del mejillón común (Mytilus edulis) produce un pegamento
pegajoso para adherirse a las rocas y otros objetos y su clave es una
familia de proteínas especiales, denominadas proteínas adhesivas del
mejillón, que contienen una alta concentración de DOPA catecólico ácido
amino (dihidroxifenilalanina). Todos los materiales biomédicos creados
por Messersmith contienen una forma sintética de DOPA, un polímero
sintético con una DOPA sencilla que desarrolló por primera vez en 2002.
Para la reparación de la membrana fetal, que puede romperse
prematuramente de forma espontánea o por un procedimiento quirúrgico,
que a menudo conduce a un parto prematuro, nacimiento prematuro y otras
complicaciones graves, el polímero sintético de Messersmith se formula
como un pegamento líquido que se solidifica rápidamente al adherirse al
tejido húmedo y sella los defectos fetales membrana. Su grupo está
colaborando con investigadores en Europa para llevar a cabo pruebas in
vivo de sus sellantes médicos inspirados en el mejillón para rla
eparación de la membrana fetal.
En el caso de los hidrogeles antibacterianos de autoajuste,
Messersmith emplea plata tanto para inducir hidrogel de reticulación por
vía de oxidación de catecol y como un precursor para la formación de
nanopartículas de plata, que se incrustan dentro de la estructura del
hidrogel y libera iones de plata para producir un efecto antibacteriano.
Los iones de plata poseen actividad antibacteriana en concentraciones
bajas, y esto ha conducido a un interés en la incorporación de plata en
los dispositivos médicos.
El adhesivo sintético para la administración de fármacos contra el
cáncer y la eliminación destrucción de las células cancerosas consiste
en que el polímero forma vehículos sensibles al pH para suministro de
fármacos que son estables e inactivos en el torrente sanguíneo, pero se
activan en el ambiente del tumor ácido, liberando el fármaco.
Un segundo diseño consiste en modificar la superficie de nanorods de
oro con un recubrimiento del polímero que ayuda a las células diana y
que, una vez en el destino, los nanorods se irradian con luz de
infrarrojo cercano para producir un calentamiento muy localizado que
destruye térmicamente las células cancerosas.
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