Investigadores del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad McGill han desarrollado un método seguro y económico para la ingeniería de materiales vivos, como tejidos, órganos y coágulos sanguíneos. Este avance se basa en la aplicación de vibraciones controladas durante el proceso de formación de estos materiales, lo que permite influir notablemente en su resistencia y estructura final.
Aplicaciones innovadoras
Los hallazgos, publicados en la revista Advanced Functional Materials, tienen el potencial de revolucionar áreas como los trasplantes de órganos, la curación de heridas y la medicina regenerativa. Aram Bahmani, coautor del estudio y posdoctorado en Yale, realizó esta investigación mientras era estudiante de doctorado en el laboratorio de Ingeniería de Biomateriales del Profesor Asociado Jianyu Li. Bahmani destacó que los coágulos sanguíneos que se forman de manera rápida y robusta son cruciales en situaciones de emergencia, como en lesiones traumáticas, y también son beneficiosos para pacientes con trastornos de coagulación.
El investigador agregó que este mismo enfoque podría facilitar la creación de coágulos que se descompongan con mayor facilidad, lo que ayudaría a prevenir condiciones peligrosas como accidentes cerebrovasculares o trombosis venosa profunda. «El empuje mecánico nos permite hacer el material hasta cuatro veces más fuerte o débil, dependiendo de lo que necesitemos,» comentó Bahmani.
Limitaciones de métodos anteriores
Las técnicas anteriores para modelar tejidos vivos dependían de fuerzas físicas como imanes o ultrasonido. Aunque prometedoras, estas metodologías no lograban replicar la complejidad de los tejidos reales, que contienen miles de millones de células y presentan estructuras tridimensionales densas. Además, a menudo estaban limitadas a materiales específicos, podían dañar tejidos sanos y, en ocasiones, desencadenar respuestas inmunitarias adversas.
El estudio de McGill es pionero al demostrar que la agitación mecánica, un método accesible y sencillo, puede controlar la estructura interna y el rendimiento de los materiales vivos de una manera «segura, escalable y altamente ajustable». Para validar sus resultados, los investigadores llevaron a cabo una serie de pruebas para medir el efecto de la vibración en diversos materiales cargados de células, como geles a base de sangre, plasma y alginato derivado de algas. Utilizando técnicas de imagen y análisis mecánico, evaluaron la aplicabilidad del método y, posteriormente, lo pusieron a prueba en modelos animales.
Los resultados mostraron que la técnica es efectiva dentro del cuerpo, sin dañar los tejidos sanos circundantes. Bahmani subrayó que este método simple podría integrarse en dispositivos médicos avanzados o técnicas de curación de heridas. «Lo que hace que esto sea especialmente emocionante es que nuestro método es no invasivo, de bajo costo y fácil de implementar,» afirmó. «No depende de máquinas costosas o productos químicos complejos, lo que significa que podría ser incorporado en dispositivos médicos portátiles, como herramientas manuales para detener hemorragias o vendajes inteligentes que aceleren la curación.»
A pesar de su potencial, Bahmani advirtió que el método requiere pruebas adicionales, como en heridas irregulares o en combinación con ciertos medicamentos, antes de poder utilizarse en entornos médicos reales. «El avance hacia su uso clínico requerirá miniaturizar los dispositivos, optimizar los ajustes para diferentes escenarios médicos y completar las pruebas regulatorias para garantizar su seguridad y eficacia en humanos,» concluyó.
