Creating Biomedical Technologies to Improve Health

Malla de Biopolímeros Desaparece Después de Sanar

Tuesday, August 21, 2007

Malla Quirúrgica TephaFLEX hecha de filamentos tejidos de biopolímeros absorbibles TephaFLEX. Fotografía de: Jeffrey Titcomb Studio.

Malla Quirúrgica TephaFLEX hecha de filamentos tejidos de biopolímeros absorbibles TephaFLEX. Fotografía de: Jeffrey Titcomb Studio.

La mayoría de los pacientes que se someten a cirugía correctiva de hernia salen del hospital con un recuerdo permanente – una malla plástica implantada para reforzar la pared abdominal afectada durante el proceso de cicatrización. Si todo sale bien, la malla debe convertirse en un objeto inofensivo al completarse la cicatrización, pero en algunos pacientes desafortunados, la persistencia de este objeto extraño puede causar molestias, provocar infección, o dañar el tejido adyacente. Para evitar estas complicaciones, sería preferible usar una malla absorbible que permitiera que el tejido sanara y que después desapareciera cuando ya no fuera necesaria. Sin embargo, los productos de malla absorbible hasta ahora desarrollados han sido de uso limitado para hernias y otras reparaciones de tejido suave, en parte porque tienden a absorberse demasiado rápido, disminuyendo el soporte estructural antes de que se complete la cicatrización.

Tepha, Inc., una compañía de aparatos médicos en el área de Boston, espera que su nueva malla absorbible, recientemente desarrollada, pueda ofrecer una solución a este problema. La malla está hecha de un novedoso material de poliéster, producido de manera natural, llamado polímero TephaFLEX®, también conocido como poli-4-hidroxibutirato (P4HB). La Malla Quirúrgica TephaFLEX mantiene su fuerza durante un tiempo mucho mayor al de otras mallas hechas con polímeros absorbibles sintéticos tradicionales; estudios en animales muestran que la Malla Quirúrgica TephaFLEX retiene más de la mitad de su fuerza original después de 12 semanas en vivo, mientras que una malla sintética común pierde prácticamente toda su fuerza después de sólo 4 semanas. Por lo tanto, la malla hecha de TephaFLEX ofrece refuerzo durante un periodo de tiempo más compatible con el proceso de reparación de tejido. “Ahí está la clave para ofrecer el soporte estructural necesario durante el proceso de cicatrización de la herida, sin las consecuencias a largo plazo de un implante permanente”, dice el doctor David Martin, Director Adjunto de Investigación y Desarrollo en Tepha.

Además de vencer el problema del ritmo de absorción, el polímero TephaFLEX ofrece muchas otras ventajas. Es más flexible que sus equivalentes sintéticos, facilitando a los cirujanos su manejo, sin embargo es todavía muy duro. El derivado de su degradación (el monómero 4HB) es un metabolito humano natural que se encuentra en varios órganos y tejidos, incluyendo el cerebro y el corazón. Por lo tanto, no es de extrañarse que la absorción de TephaFLEX no muestre tener efectos negativos en vivo, en particular porque prácticamente no hay acumulación de 4HB debido al ritmo tan lento de degradación del biopolímero y a la rápida eliminación del cuerpo del 4HB.

Una Fuerza de Trabajo Microbiana

A pesar de que el valor del material TephaFLEX deriva de su fuerza y funcionalidad, el proceso mediante el cual se produce el polímero es también sorprendente. En la naturaleza, algunos microorganismos producen poliésteres similares como parte de un plan de almacenamiento de energía cuando no tienen acceso a ciertos nutrientes. Debido a que es imposible sintetizar químicamente el P4HB en un tubo de ensayo, la producción en grande del polímero requiere de la explotación de este proceso biológico natural.

Hace un par de décadas, un grupo de científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts desarrolló un proceso para hacer precisamente eso. Indujeron la producción de P4HB mediante la introducción de genes en una cepa de laboratorio de E. coli y el crecimiento de la bacteria bajo ciertas condiciones específicas. Grandes cantidades del polímero se generan y acumulan como gránulos definidos en la célula bacterial. El polímero es entonces extraído y purificado como materia prima antes de ser procesado y moldeado a su forma deseada. A diferencia de muchos otros biopolímeros que se forman naturalmente, el P4HB es termoplástico, es decir que puede suavizarse con calor; esto hace que sea más fácil de moldear el TephaFLEX en formas deseadas para diferentes propósitos.

Fotomicrografía de la Malla Quirúrgica TephaFLEX (ampliación a 15X) con Microscopio Electrónico de Imágenes (SEM). Fotografía de: Tepha, Inc.

Fotomicrografía de la Malla Quirúrgica TephaFLEX (ampliación a 15X) con Microscopio Electrónico de Imágenes (SEM). Fotografía de: Tepha, Inc.

Avanzando Hacia la Aplicación Clínica

Tepha ha hecho una serie de estudios en vivo para determinar las características de seguridad y absorción de TephaFLEX y ha confirmado también la capacidad de la malla para soportar la reparación de hernia en un modelo animal. Basado en estos resultados, Tepha recibió recientemente un permiso de la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) para comercializar su Malla Quirúrgica, así como las Suturas Absorbibles TephaFLEX, en los Estados Unidos. Además de ofrecer dos dispositivos médicos con alto valor potencial y de uso disponible, este éxito es muy importante por otra razón. “Este es le primer poliéster derivado biológicamente utilizado en un dispositivo médico”, explica Martin.

El siguiente paso es la comercialización de las líneas de producción para mallas y suturas. Este es un trabajo que la pequeña empresa no piensa llevar a cabo sola. “Tepha está en el proceso de identificar colegas de distribución para la comercialización de la malla TephaFLEX como dispositivo médico de reparación de hernia y de cirugía general”, explica el doctor Ajay Ahuja, Director de Desarrollo de Negocios para Tepha. Tepha tiene ya relaciones comerciales para la comercialización de suturas absorbibles.

Tepha prevé varias otras aplicaciones para TephaFLEX y otros polímeros similares producidos de manera natural, y está explorando nuevas posibilidades en la ortopedia y la salud cardiovascular. Experimentos en modelos animales indican que el material TephaFLEX puede servir como apoyo en la regeneración de tejido para expansión de arteria pulmonar y reemplazo de válvula cardiaca, ofreciendo una matriz como guía del crecimiento de las células propias del paciente hacia un tejido funcional antes de desintegrarse. Tepha está también desarrollando dispositivos con TephaFLEX para la reparación de daños en tejidos de ligamentos, tendones y cartílagos, así como explorando cómo hacer que su tecnología sea utilizada de manera óptima como plataforma en la distribución controlada de medicamentos.

Si estos biopolímeros operan a su máximo potencial, Tepha estará en posición de crear productos novedosos, así como de mejorar aparatos médicos ya existentes para un amplio rango de aplicaciones. Dentro de otras cosas, el éxito estará en que los pacientes ya no tengan que preocuparse de las posibles complicaciones derivadas de cargar un recuerdo permanente de su cirugía.

Este trabajo está apoyado en parte por el Instituto Nacional de Bioingeniería e Imágenes Biomédicas (NIBIB).

Referencias

Martin DP, Williams SF. Medical applications of poly-4-hydroxybutyrate: a strong flexible absorbable biomaterial. Biochem Eng J. 2003;16:97-105.

Tepha, Inc. Website. Disponible en: http://www.tepha.com/

Dr. David Martin, Director Adjunto de Investigación y Desarrollo, Tepha, Inc.
Fotografía de: Tepha, Inc.

Dr. David Martin, Director Adjunto de Investigación y Desarrollo, Tepha, Inc.
Fotografía de: Tepha, Inc.