“¿Por qué el interior de una tubería industrial transportando sedimentos con frecuencia está sucio, mientras que la superficie interna de una arteria está limpia?”, fue una de las interrogantes que se planteó un equipo de investigadores compuesto por el Físico, Dr. Enrique Cerda Villablanca, de la U. de Santiago y Médicos Cirujanos e Ingenieros Químicos de la U. de Pittsburgh, EE.UU.

Intrigados por resolver la interrogante, y tras años de estudios en superficies rugosas, los científicos propusieron que “parte de la respuesta podría estar en la elasticidad de las superficies naturales y su capacidad para arrugarse dinámicamente”.

Con este antecedente, el equipo comenzó a trabajar desde el año 2015 en un implante para arterias que previniera la adhesión de plaquetas y su consecuente generación de trombos, obteniendo un prototipo idóneo en los estudios preclínicos que cuenta con una solicitud de patente de invención.

La hipótesis del equipo fue publicada recientemente en la prestigiosa revista “Nature Physics”, de factor de impacto 22.7 (2018) dada su innovación, donde plantean que “las arrugas en arterias y venas, además de dar extensibilidad, tienen otra ventaja: permitir la anti-adhesión gracias a su capacidad de inyectar energía elástica en contaminantes”.

Según explica el Dr. Cerda,  la publicación en esta revista, que contó con un riguroso proceso de referato, “nos significa prestigio, ya que se trata de una publicación de alto impacto, en la que el artículo fue revisado por especialistas quienes dieron cuenta que no existen estudios similares”, puntualiza.

Renovación automática de superficies

Según explica el investigador del Departamento de Física de nuestro Plantel, Dr. Cerda, el mecanismo estudiado es posible gracias al sistema rugoso epitelial creado sobre el material interior más blando de arterias y venas, que permite bombear sangre y limpiar las superficies internas a través del movimiento y elasticidad que permiten las arrugas.

En la práctica, significa que cuando las plaquetas comienzan a adherirse a la pared de una arteria ante un contaminante, éste comienza, a despegarse por el movimiento de las paredes, gracias a la energía que provocan las arrugas.

En ese sentido, el prototipo, diseñado sobre una silicona muy blanda -que considera una película arrugada- imita a las arterias, inflándose y contrayéndose, acción que libera energía y provoca el mismo efecto con una adhesión de plaquetas mucho menor, según se comprobó en los estudios preclínicos.

Según explica el Dr. Cerda, la investigación, que continúa en curso buscando materiales inocuos para ser comercializada a futuro, cuenta con “una receta única”, en donde es clave la longitud de ondas (cuánto mide la distancia entre pliegues), lo que dice qué tipo de adhesión se puede eliminar.

En tanto, la tecnología podría ser aplicada en los catéteres utilizados en hospitales, para evitar la proliferación de bacterias y su cambio diario; en mangueras utilizadas en industrias, que deben ser limpiadas constantemente; y en barriles utilizados en la industria del vino, entre otros.

En el estudio publicado en la revista participaron el Dr. Enrique Cerda, en representación de nuestro Plantel, y los investigadores de la Universidad de Pittsburgh, EE. UU., Luka Pocivavsek, Sang-Ho Ye, William Wagner,  Edith Tzeng, del Departamento de Cirugía y del Centro Médico de dicha Institución; y, Joseph Pugar, Robert O'Dea y Sachin Velankar, del Departamento de Ingeniería Química.

La ejecución de esta investigación es posible gracias al Fondecyt “Folding & Creasing: Localization phenomena in low dimensional systems”, además de fondos otorgados por Estados Unidos.