Uso de barreras de hidrogel para prevenir eficazmente las adherencias posquirúrgicas

Tras una intervención quirúrgica en las cavidades abdominales o pélvicas, a menudo se forma tejido cicatricial en el revestimiento interior de estas cavidades y puede adherirse a los órganos que se encuentran en ellas. Esta adherencia se produce en el 93% de estos pacientes y puede afectar a los intestinos, el hígado, la vejiga urinaria, la vesícula biliar y los órganos reproductores femeninos. Hasta en un 20% de los casos de adherencias pueden surgir complicaciones graves, como dolor abdominal o pélvico crónico, problemas de fertilidad u obstrucción intestinal. Esto no sólo supone un aumento del sufrimiento y la mortalidad de los pacientes, sino que añade más de mil millones de dólares en costes hospitalarios adicionales sólo en Estados Unidos.

Un método comúnmente utilizado para combatir este problema es el uso de películas sintéticas disponibles en el mercado como barreras de adhesión. Sin embargo, a veces hay dificultades para aplicar estas películas con un grado suficiente de conformidad a superficies irregulares y también pueden ser frágiles y difíciles de manejar. Además, no es posible utilizar las películas para procedimientos de pequeño tamaño, como el cateterismo y las laparoscopias, y su eficacia global se estima en un 25%.

Gracias a un esfuerzo de colaboración entre varios institutos, en el que participaron científicos de la Universidad de Harvard y del Instituto Terasaki de Innovación Biomédica (TIBI), se desarrolló un método para superar estos retos y producir una barrera antiadherente más eficaz con algunas ventajas añadidas.

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Los investigadores eligieron en primer lugar un polímero llamado hidrogel que estaba hecho con nanoplaquetas de silicato (SNP). Este hidrogel se eligió por su capacidad de cizallamiento, es decir, por su capacidad de deformarse bajo tensión y luego autorrecuperarse rápidamente y moldearse para adaptarse al espacio deseado. Esto lo hizo ideal para inyectarlo o rociarlo sobre una superficie con una cobertura completa y uniforme. Los investigadores también pudieron formular este hidrogel barrera de cizallamiento (STHB) para que se solidificara sin los pasos adicionales de polimerización o reticulación que requieren otros hidrogeles. Para evitar la infiltración, la adherencia y el crecimiento de las células productoras de tejido cicatricial, se incluyó en la mezcla del hidrogel un polímero denominado óxido de polietileno (PEO).

Se realizaron extensas pruebas con varias formulaciones del hidrogel para optimizar su capacidad de adelgazamiento por cizallamiento, su inyectabilidad, sus características de pulverización y su estabilidad estructural. También se realizaron pruebas de observación microscópica para determinar la eficacia del PEO en la prevención de la adherencia de las células productoras de cicatrices. Los resultados mostraron que las formulaciones óptimas del STHB demostraron propiedades mecánicas superiores y una prevención más eficaz de la adherencia celular que los hidrogeles de control preparados sin SNP ni PEO.

El modelo animal y las pruebas de tinción confirmaron estos resultados iniciales. Se llevaron a cabo experimentos en ratas con lesiones quirúrgicas en las que se implantó una barrera de película comercial o de STHB en el revestimiento abdominal. Tras el tiempo postoperatorio estándar de dos semanas, las adherencias resultantes se inspeccionaron visualmente y se clasificaron. La formulación óptima de STHB mostró la mayor eficacia en la prevención de la adhesión celular en comparación con los tratamientos de barrera de película o de control negativo (sin barrera).

Los experimentos de tinción permitieron observar más de cerca la formación de tejido cicatrizal a partir de las pruebas de adhesión del modelo animal. Los exámenes microscópicos revelaron que las ratas sin barreras implantadas mostraban bandas de alto grado de formación de tejido cicatricial, mientras que los sujetos con barreras de película mostraban bandas de tejido cicatricial de bajo grado y la formulación óptima de STHB no mostraba ninguna formación de bandas de tejido cicatricial.

En experimentos posteriores se comprobó la biocompatibilidad a largo plazo de los STHB, esencial para obtener una cicatrización postquirúrgica normal. Los resultados mostraron que los STHB no produjeron signos de reacciones inmunológicas contra ellos después de la implantación y su degradación y reabsorción en el cuerpo fue completa después de un período de dos semanas.

Al combinar las mejores características de una barrera de hidrogel optimizada, hemos creado una forma eficaz de prevenir las adherencias posquirúrgicas. Sin duda, esto tendrá un gran impacto en los pacientes quirúrgicos y en la industria sanitaria".

Ali Khademhosseini, Director y CEO de TIBI