El papel clave de los biomateriales en biomedicina y farmacología

Contribución del grupo B5ida de la USB en el desarrollo de nuevos materiales

Soraya Villarreal / Departamento de Información y Medios USB.-

Investigadores y estudiantes de pre y postgrado divulgaron el trabajo que realizan a través de B5ida, grupo de investigación y desarrollo de bioingeniería, biopolímeros, biocompatibilidad, biodegradación y biomiméticos en una conferencia organizada por el Decanato de Investigación y Desarrollo.

Marcos Sabino, profesor Titular del departamento de Química de la USB, especialista en polímeros sintéticos biodegradables y naturales para aplicaciones en biomedicina, y actualmente director del Grupo B5ida, habló acerca de la importancia de los biomateriales (tipos de biomateriales, su clasificación según la respuesta del tejido), los biopolímeros (procedencia y propiedades), así como de la nanotecnología en la investigación sobre la aplicación de la bioingeniería en biomedicina y farmacología.

Sabino explicó que los biomateriales son sustancias o combinación de sustancias, de origen natural o sintético, diseñadas para actuar interfacialmente con sistemas biológicos para evaluar, tratar, aumentar o sustituir algún tejido, órgano o función del organismo humano.

Estos sistemas biomaterial-tejido no deben ser tóxicos, y se clasifican en: bioinerte, si el material es biológicamente no activo (no se degrada), pero se forma tejido fibroso de espesor variable; bioactivo, si el material es biológicamente activo y se forma un enlace interfacial para crear uniones con el tejido vivo; y bioabsorbible, si el material se disuelve en función del tiempo mientras el tejido circundante lo sustituye naturalmente.

Por su parte, Sabino mencionó que los biopolímeros son macromoléculas presentes en los seres vivos, que en virtud de nuevas disciplinas médicas como la Ingeniería de tejidos, son considerados como biomateriales de origen natural, sintético o semi-sintético que tienen la particularidad de ser biocompatibles con los seres vivos, normalmente, con el ser humano. El término biopolímero últimamente ha sido muy mal empleado sobre todo por médicos cirujanos y por el mercadeo de materiales que se usan para ser colocados dentro del cuerpo humano.

Algunos ejemplos de biopolímeros mencionados por el profesor son los alginatos (provenientes de las algas marinas), la quitina (cuya principal fuente es el exoesqueleto de cangrejos y camarones), el ácido hialurónico (proveniente directamente de los ojos del ganado vacuno) y el colágeno (una de las proteínas presentes en tejidos vivos), además de otros polisacáridos como el almidón, incluidos dentro del grupo de los hidratos de carbono o glúcidos.

En biomedicina, los polisacáridos son usados como biosensores, membranas y películas, dispositivos oftálmicos, en inmovilización enzimática, como agentes hemostáticos, en implantes dentales y ortopedia, como sistemas de administración de medicamentos, en ingeniería de tejidos, injertos de piel y suturas.

Producción científica conjunta

Sabino explicó que sobre estos temas existen líneas de investigación y trabajos que se desarrollan en el Grupo B5ida, desde el año 2006, cuando se conformó el grupo, gracias al ánimo y empuje de varios profesores como Diana Ajami, del Departamento de Biología Celular, y al apoyo de los Grupos de Polímeros 1 y 2, de Biomecánica, del IBE de la UCV, de los laboratorios de Ingeniería de tejidos de Biologia, de Fotoquímica y Fotobiología, y de Superficies de la USB, del Centro de Tecnología de Información Renato Archer, CERTBIO-UFCG y del Instituto Federal Maranhao (Brasil), entre otros.

Desde ese año, el Grupo B5ida ha desarrollado líneas de investigación relacionadas con obtención de nuevos materiales, copolímeros y polimezclas, estudio del proceso de degradación y de los subproductos, estudios de biocompatibilidad, entre otros.

En el año 2008, Sabino formó parte de una Red Cyted, Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo, mediante un proyecto de obtención de nanopartículas y el encapsulamiento de fármacos, lo cual le permitió establecer muchos contacto con diversos grupos de investigación europeos y latinoamericanos.

En 2011 el Grupo obtuvo financiamiento del Fonacyt para el desarrollo de los proyectos Obtención de micronanopartículas para la fortificación de alimentos mediante un proceso de encapsulación de metales esenciales en alginato en vías de mejorar el estado nutricional de la población venezolana, y Obtención de micronanopartículas para la liberación de anticancer (doxiciclina) mediante un proceso de encapsulación en alginato para el tratamiento contra el cáncer en población venezolana.

Este Grupo ha publicado más de 45 artículos científicos en revistas indexadas, y 3 capítulos de libros. Desde su creación se han graduado alrededor de 45 estudiantes de pregrado, 10 de maestría y 3 de doctorado bajo la supervisión del profesor Sabino.

Durante este año han sido enviados varios trabajos que están en proceso de revisión, como son: Morphology study of alginate nanoparticles relate with the ions concentrations zn2+ and mg2+, para la Journal of Microencapsulation; Chemical modification of alginate with l-cysteine to extend its use in drug delivery systems, para la revista: Bioconjugate Chemistry; Intelligent copolymers based on poly (n-isopropylacrylamide) pnipam with potential use in biomedical applications. Part I: pnipam functionalization with 3-butenoic acid and piperazine, para la International Journal of Advances in Medical Biotechnology; Physicomechanical characterization and biological evaluation for bulk-fill composite resin, para la revista Dental Materials, además del capítulo de libro: Membrane technology for human health, conjuntamente con el equipo brasilero conformado por Alecsandra Tomaz, Rossemberg Barbosa, Marcus V. Lia Fook, Roberta De Oliveira Pinto, Antonio Gilson Barbosa de Lima.

Actualmente, están en desarrollo el proyecto Hidrogeles en base a acrilamidas con fase IPN para la liberación controlada de fármacos y de hidrogeles en base a quitosano para sustitución de núcleo pulposo. También proyectos de obtención de mezclas inteligentes usando PNIPAm/alginato; asi como el desarrollo de micro/nanoestructuras fluorescentes, y también usando sistema órgano-gel con lecitina de soya; extracción de genipina para ser usado como agente reticulante natural para la creación de películas y andamios para ingeniería de tejidos. Y otros proyectos como la modificación de polisacáridos: alginato con péptido RGD, y quitosano con aminoácidos y acidos para mejorar su solubilidad; y el proyecto Microtia, conjuntamente con la Fundación Operación Sonrisa y el Grupo de Biomecánica de la USB. También se está haciendo un proyecto conjunto de doctorado con la facultad de farmacia de la UCV-IVIC.

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