Una superficie texturizada con nanotubos de carbono podría potenciar el desarrollo celular. Thomas Webster, un bioingeniero de la Universidad de Brown, ha estado desarrollando materiales implantables con texturas a nanoescala que imitan la aspereza de los tejidos vivos.

Ahora, su equipo ha descubierto que los condrocitos se pueden adherir a una superficie cubierta por nanotubos de carbono y desarrollarse más, especialmente si están expuestos además a una estimulación eléctrica. Webster cree que las superficies con nanotubos de carbono, que no solo están texturizados sino que además son conductores de la electricidad, podrían constituir una estrategia prometedora para el diseño de implantes de cartílago.

El cartílago tiene una capacidad limitada para autocurarse, por lo que la pérdida o daño del tejido de protección es un problema importante para la salud. Muchos laboratorios de investigación han desarrollado materiales que imitan las propiedades del cartílago, así como estructuras en las que se pueden sembrar condrocitos fuera del cuerpo para ser posteriormente implantadas en el sitio en el que se ha producido la perdida del cartílago. Pero uno de los problemas es conseguir que un cartílago natural del paciente, un material esponjoso y más bien inerte que carece de un suministro sanguíneo propio, se una e integre con el implante.

Para construir una superficie más compatible con las células, el equipo de Webster utilizó nanotubos de carbono, que tienen una superficie áspera y, además, conducen la electricidad. Los investigadores mezclaron los nanotubos en láminas de policarbonato- uretano, un polímero aprobado por la FDA. Cuando cultivaron los condrocitos sobre estas láminas, las células se desarrollaron más en la superficie áspera que en una suave de policarbonato.

Las células se desarrollaron más rápido aún cuando se estimularon eléctricamente los nanotubos, aunque el motivo todavía no está claro. “La mayoría creen que se produce cambiando el potencial de membrana de las células”, señala Webster, quien incrementaría el número de iones calcio (importante indicador celular) que fluyen hacia la célula.

¿Por qué a las células les gustan las superficies ásperas? Webster cree que las nanoestructuras modifican las propiedades de superficie de un material, ayudándole a atraer las proteínas a las que se pegan las células. Una empresa de reciente creación, llamada Nanovis se ha hecho con la licencia y espera realizar pronto ensayos con humanos. El equipo de Webster ha demostrado también que las células del tejido vascular se adhieren mejor a superficies nanotexturizadas, algo que se podría utilizar para diseñar mejores endoprótesis vasculares. Para ello, considera que se podrían incorporar nanotubos de carbono a los materiales utilizados en la fabricación de implantes de cartílago.

Fuente: Technology Review

Millones de personas de todo el mundo están ciegas debido a una enfermedad o daño en la cornea. Ahora, según un artículo publicado en Technology Review, unos investigadores estadounidenses han diseñado una cornea artificial, hecha de un polímero relleno de agua, que guarda un estrecho parecido con la córnea natural del ojo. En comparación con las corneas artificiales existentes, disponibles en el mercado, el nuevo implante podría reducir las probabilidades de infección y otras complicaciones derivadas de la cirugía.

De los aproximadamente 40.000 pacientes que se someten a un trasplante de córnea en los EEUU cada año, la amplia mayoría recibe una córnea de un donante humano. Sin embargo, aunque la cirugía tiene un elevado índice de éxito, la cantidad de tejido donado es limitada y las listas de espera son largas.

Para resolver este problema, los investigadores han estado desarrollando córneas artificiales utilizando materiales sintéticos. La que más éxito ha tenido hasta la fecha es la queratoprótesis Dolhman-Doane, que fue aprobada por la FDA y ya ha sido utilizada en cientos de pacientes. Consiste en un núcleo de plástico duro transparente rodeado de tejido de un donante humano para ayudar a unir la córnea al ojo.

Sin embargo, este implante suele producir infecciones y otras complicaciones, por lo que los pacientes deben tomar antibióticos el resto de su vida. Por ello, la córnea artificial se utiliza sólo como última opción en pacientes que han rechazado ya varios trasplantes de tejido natural de donantes o que no son aptos para una cirugía de transplante de este tipo.

En lugar de utilizar plástico duro, el ingeniero químico de la Universidad de Stanford Curtis Frank y su antiguo alumno David Myung han creado una córnea artificial basada en un suave hidrogel. El gel rico en agua consiste en una malla de dos redes poliméricas. La primera red está hecha de polietileno glicol y la segunda de ácido poliacrílico. “Es como intentar rellenar los agujeros de una esponja con otro material”, señala Frank. “No puedes separar uno de otro. Se entrelazan de manera inextricable”.

El material transparente resultante es mecánicamente robusto, a pesar de ser 80% agua. Su elevado contenido en agua, explica el oftalmólogo de Stanford Christopher Ta, es fundamental para permitir que la glucosa y otros nutrientes pasen a través de la córnea y fomenten el desarrollo de células epiteliales sobre la superficie del implante. “Creemos que esto es importante para minimizar los riesgos de infección”, señala Ta. “En la córnea natural, la capa epitelial es muy importante para la protección”.

Fuente: Technology Review

Nueva sonda detecta la propagación del cáncer de pecho

Según un artículo publicado en Medical News Today, Audrius Brazdeikis, profesor ayudante de física del College of Natural Sciences and Mathematics de la Universidad de Houston, y Quentin Pankhurst, profesor de física del University College of London (UCL), han desarrollado un nuevo procedimiento de detección que combina la nanotecnología y la detección magnética avanzada basada en superconductores de alta temperatura. Su innovación permitirá a los cirujanos localizar con mayor eficacia el nódulo linfático centinela –el primero al que se drenarán las células metastásicas de un tumor.

Los investigadores han fabricado una sonda magnética ultrasensible que permite detectar minúsculos campos magnéticos en el cuerpo a modo de magnetómetro (instrumento utilizado para seguir la presencia de nanopartículas magnéticas introducidas clínicamente. Durante la operación de cáncer de pecho, el cirujano inyectará en el tumor o en los tejidos colindantes un tinte de nanopartículas magnéticas, aprobado como agente de contraste por la FDA.

Un cirujano sostiene la sonda, que incorpora dos sets of coils conectados a un sensor. Un set of coils magnetiza las partículas y el otro detecta la respuesta magnética de dichas partículas. El sensor, conocido como HTS SQUID (o dispositivo superconductor de interferencias cuánticas a alta temperatura), se coloca en un vaso criogénico y se sumerge en nitrógeno líquido, lo que lo enfría a 77º K, el equivalente a -320,5º F. El sistema utiliza dispositivos electrónicos con especificaciones especiales y un ordenador portátil con un programa que proporciona al cirujano feedback visual y de audio mientras realiza el seguimiento de las nanopartículas en le interior del cuerpo.

Tras recibir una beca del Ministerio de Comercio e Industria del Reino Unido de 250.000 dólares para investigar desde el 2004 al 2006 dentro del marco de la iniciativa de colaboración en biociencia conocida como UK-Texas Bioscience Collaboration Initiative, Brazdeikis y Pankhurst tuvieron que construir un dispositivo y demostrar que funcionaba. A partir de entonces, un comité ético del Reino Unido ha aprobado el uso de este procedimiento de detección en un ensayo clínico de mujeres que se someterán a una operación de cáncer de pecho en el University College Hospital, de Londres.

El Dr. Michael Douek, cirujano especializado en cirujía de pecho y profesor del UCL, está supervisando el ensayo. Según Douek, que hace poco que visitó Houston para preparar el ensayo, el comité ético ha autorizado el uso de la sonda en 10 operaciones, cifra que se podría ampliar a 100 tras revisar los resultados de las 10 primeras. Los investigadores esperan iniciar también ensayos clínicos en Japón y Europa antes de finales del 2007.

La práctica actual requiere que el paciente con cáncer de pecho reciba dos inyecciones, una de un isótopo radioactivo y otra de un tinte azul, durante el preoperatorio (de 8 a 12 horas antes de la operación), siendo necesaria habitualmente la hospitalización la noche anterior a la operación. Posteriormente, en el quirófano, el cirujano utiliza una sonda gamma de mano para localizar, mediante la observación del tinte, el nódulo linfático con el nivel más elevado de radioactividad.

La nueva tecnología, en cambio, permite al cirujano administrar una sola inyección, la del tinte magnético, que tarda apenas unos 10-15 minutos en hacer efecto; y elimina la necesidad de un profesional de medicina nuclear para inyectar el material radioactivo. De este modo, no es necesaria la hospitalización del paciente mientras espera y se evita una exposición innecesaria del paciente y el cirujano a la radioactividad.

Según sus desarrolladores, esta tecnología se podría utilizar en la estadificación y tratamiento de otros cánceres, incluido el de pulmón y el de próstata, pero adaptando el instrumento a cada tipo de cirugía.

Fuente: Medical News Today