Si los vasos sanguíneos están muy dañados o las válvulas cardiacas dejan de funcionar correctamente, es necesario sustituirlas. Sólo en Alemania se implantan cada año unas 190.000 prótesis vasculares y 30.000 sustituciones de válvulas cardiacas. Estos salvavidas suelen estar hechos de plástico.
Además de muchas ventajas, estos materiales tienen un inconveniente importante cuando entran en contacto con la sangre: suelen activar la coagulación, lo que puede provocar la formación de coágulos en su superficie. Si éstos se desprenden de la superficie del material, pueden producirse complicaciones potencialmente mortales, como trombosis o embolias. Como consecuencia, los pacientes con este tipo de implantes suelen tener que tomar anticoagulantes el resto de su vida y sufrir sus efectos secundarios.
Investigadores de la Universidad Friedrich Schiller de Jena han desarrollado un nuevo método para resolver estos problemas [1]. El equipo dirigido por la Dra. Izabela Firkowska-Boden, física y científica de materiales, creó superficies poliméricas nanoestructuradas especiales. Cuando se enfrían a partir de la masa fundida en las condiciones adecuadas, se forman en estos materiales patrones superficiales extremadamente finos y muy ordenados de cristales de polímero de apenas unas decenas de milmillonésimas de metro de tamaño.
cristales de polímero del tamaño de un metro en estos materiales.
Estos patrones ordenados son tan pequeños como la molécula de proteína fibrinógeno, que es un factor importante en la coagulación de la sangre. Debido a esta coincidencia de tamaño y a las fuerzas físicas, el fibrinógeno se alinea a lo largo de los patrones. Si las plaquetas de la sangre, los llamados trombocitos, que también son importantes en la coagulación sanguínea, entran en contacto con los patrones poliméricos tratados con fibrinógeno, cambian. Los cambios en las plaquetas dependen en gran medida de la estructura de los patrones poliméricos y pueden verse influidos por éstos, explica el científico. Mientras que las plaquetas cambian significativamente sobre un patrón polimérico y aumentan su potencial de coagulación sanguínea, estas plaquetas apenas reaccionan sobre otros patrones poliméricos.
Desde un punto de vista biomédico, las investigaciones demuestran que la estructuración de la superficie del material en un rango de tamaños a nanoescala puede proporcionar un mecanismo de ajuste fino para manipular la bioactividad del fibrinógeno y la activación de las plaquetas, lo que resulta prometedor para el diseño de nuevas superficies de biomateriales resistentes a la trombosis. Este sería un paso importante para que los materiales de los implantes hechos de polímeros sean menos susceptibles a la formación de coágulos sanguíneos en el futuro.
(Fuente: Uni-Jena)
[1] Izabela Firkowska-Boden, Christian Helbing, Thomas J. Dauben, Maja Pieper, Klaus D. Jandt: How Nanotopography-Induced Conformational Changes of Fibrinogen Affect Platelet Adhesion and Activation, Langmuir 2020;
https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.0c02094
