Piel artificial

Un proceso para inducir la regeneración en la piel fue inventado por el Dr. Ioannis V. Yannas (entonces profesor asistente en la División de Fibras y Polímeros, Departamento de Ingeniería Mecánica, en el Instituto de Tecnología de Massachusetts) y el Dr. John F. Burke (entonces jefe de personal del Instituto Shriners Burns en Boston, Massachusetts). Su objetivo inicial era descubrir una cubierta de la herida que protegiera las heridas cutáneas graves de la infección acelerando el cierre de la herida. Se prepararon y probaron varios tipos de injertos hechos de polímeros sintéticos y naturales en un modelo animal de cobaya. A finales de la década de 1970 era evidente que el objetivo original no se había alcanzado. En su lugar, estos injertos experimentales típicamente no afectaron la velocidad de cierre de la herida. En un caso, sin embargo, un tipo particular de injerto de colágeno provocó un retraso significativo en el cierre de la herida. Un estudio cuidadoso de las muestras histológicas reveló que los injertos que retrasaban el cierre de la herida inducían la síntesis de nueva dermis de novo en el sitio de la lesión, en lugar de formar cicatriz, que es el resultado normal de la respuesta de cicatrización espontánea de la herida. Esta fue la primera demostración de regeneración de un tejido (dermis) que no se regenera por sí solo en el mamífero adulto. Después del descubrimiento inicial, más investigación condujo a la composición y fabricación de injertos que se evaluaron en ensayos clínicos. Estos injertos se sintetizaron como un copolímero de injerto de colágeno microfibrilar tipo I y un glicosaminoglicano, condroitina-6 sulfato, fabricado en láminas porosas por liofilización, y luego reticulado por tratamiento deshidrotérmico. El control de las características estructurales del andamio de colágeno (tamaño promedio de los poros, tasa de degradación y química de la superficie) finalmente se encontró como un requisito previo crítico para su actividad biológica inusual. En 1981, Burke y Yannas demostraron que su piel artificial funcionaba en pacientes con quemaduras del 50 al 90 por ciento, mejorando enormemente las posibilidades de recuperación y la calidad de vida improvisada. John F. Burke también afirmó, en 1981, » es suave y flexible, no rígido y duro, a diferencia de otras sustancias utilizadas para cubrir la piel quemada.»

Se concedieron varias patentes al MIT para la creación de injertos a base de colágeno que pueden inducir la regeneración de la dermis. U. S. Pat. 4.418.691 (6 de diciembre de 1983) fue citada por el Salón de la Fama de Inventores Nacionales como la patente clave que describe la invención de un proceso para la piel regenerada (Salón de la Fama de Inventores Natl, 2015). Estas patentes fueron traducidas más tarde en un producto comercial (IntegraTM) por Integra LifeSciences Corp., una empresa fundada en 1993. Los injertos IntegraTM recibieron la aprobación de la FDA en 1996 y desde entonces se están aplicando en todo el mundo para tratar a pacientes que necesitan piel nueva para tratar quemaduras masivas, a aquellos que se someten a cirugía plástica de la piel y a pacientes con heridas cutáneas crónicas, así como a otros que sufren ciertas formas de piel cancer.In en la práctica clínica, se coloca una lámina delgada de injerto fabricada a partir del armazón de colágeno activo en el sitio de la lesión, que luego se cubre con una lámina delgada de elastómero de silicona que protege el sitio de la herida de la infección bacteriana y la deshidratación. El injerto puede sembrarse con células autólogas (queratinocitos) para acelerar el cierre de la herida, sin embargo, la presencia de estas células no es necesaria para regenerar la dermis. Injerto de heridas cutáneas con IntegraTM conduce a la síntesis de dermis de novo normal vascularizada e inervada, seguida de reepitelización y formación de epidermis. Aunque las primeras versiones del andamio no eran capaces de regenerar los folículos pilosos y las glándulas sudoríparas, los desarrollos posteriores de S. T Boyce y sus compañeros de trabajo llevaron a la solución de este problema.

El mecanismo de regeneración utilizando un andamio de colágeno activo se ha aclarado en gran medida. El armazón retiene la actividad regenerativa siempre que se haya preparado con niveles adecuados de la superficie específica (tamaño de poro en el rango de 20-125 µm), velocidad de degradación (semivida de degradación de 14 ± 7 días) y características químicas de la superficie (las densidades de ligandos para las integrinas α1β1 y α2β1 deben superar aproximadamente 200 μΜ de ligandos α1β1 y α2β1). Se ha planteado la hipótesis de que la unión específica de un número suficiente de células contráctiles (miofibroblastos) en la superficie del armazón, que ocurre dentro de un período de tiempo estrecho, es necesaria para la inducción de la regeneración de la piel en presencia de este armazón. Los estudios con heridas cutáneas se han extendido a los nervios periféricos seccionados, y la evidencia combinada apoya un mecanismo común de regeneración para la piel y los nervios periféricos que utilizan este armazón.

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