Imagen de la córnea desarrollada por Stanford. David Myung, TR.
Millones de personas en todo el mundo son ciegas debido a problemas en su córnea. Las córneas artificiales han sido una solución para este tipo de pacientes. Ahora, ingenieros químicos de la Universidad de Stanford han desarrollado una nueva córnea artificial que se asemeja mucho a las córneas naturales. En comparación con las córneas artificiales, que ya se comercializan, éstas reducirían el riesgo de infección y otros riesgos derivados de las intervenciones quirúrgicas.
Según informa Technology Review , la mayor parte de los transplantes de córnea que se hacen en la actualidad se deben a donantes humanos. Aunque tienen un porcentaje de éxito muy alto, los donantes escasean y las listas de espera de enfermos suele ser larga. En los países en vías de desarrollo ésta situación es más dramática porque el acceso a un donante es muy complicado. De hecho, la mayor parte de los ciegos por un problema en la córnea suelen estar en estos países.
Para solucionar este problema, los investigadores han desarrollado córneas artificiales usando materiales sintéticos. El que ha tenido más éxito ha sido una técnica, llamada queratoprostesis Dolhman-Doane, que consiste en un núcleo de un material plástico, transparente y duro, al que se le rodea de tejido humano para ayudar a que la córnea se una al ojo.
Pegas
Este tipo de implantes es propenso a producir infecciones y otras complicaciones, por lo que los pacientes se ven obligados a tomar antibióticos de por vida. Como resultado, la córnea artificial se usa sólo como último recurso en aquellos pacientes que han rechazado repetidamente la córnea de un donante.
En lugar de usar un plástico duro, el ingeniero químico de la Universidad de Stanford Curtis Frank ha creado una córnea artificial basada en un hidrogel blando. Éste ha sido hecho a partir de una malla de dos redes de polímeros. La primera de esas redes ha sido hecha con polietileno glycol y el segundo con ácido poliacrílico. “Es como rellenar los agujeritos de una esponja con otro material. Es imposible separar uno del otro”, comenta Frank.
El resultado es un material transparente y robusto, a pesar de estar formado en un 80% de agua. Este alto contenido en agua es clave para permitir que la glucosa y otros nutrientes se dispersen a través de la córnea y faciliten el crecimiento de células epitaliales en la superficie del implante. De este modo, el riego de infección se minimiza. En las córneas naturales, la capa epitalial sirve de protección.
En principio, el hidrogel creado por los ingenieros de Stanford era inerte, por lo que las células no se adherían a él. Para solventar este problema, la bioingeniera Jennifer Cochran ideó un modo de añadir colágeno a la superficie de la córnea artificial En este caso, el colágeno une las células epitaliales. En la actualidad, Cochran está trabajando en la incorporación de otros factores naturales de crecimiento celular en este material.
Anclar la córnea
Usando la fotolitografía (un proceso para la fabricación de materiales semiconductores) Frank y su equipo pueden crear también patrones de poros microscópicos alrededor del borde del implante. De este modo, cuando la córnea es implantada en le ojo del paciente, la células migrarán a través de esos poros anclando la córnea en el ojo y ayudando a integrar el material artificial con el tejido natural. Este proceso reduce el número de suturas necesarias para mantener la córnea artificial en su sitio.
El desarrollo de estas nuevas córneas artificiales será importante para resolver un problema de salud crítico, sobre todo en países en vías de desarrollo. Ahora, hay que determinar si la tecnología desarrollada por Stanford puede ser fácilmente usada en estos países. Los implantes basados en hidrogeles requieren intervenciones quirúrgicas relativamente complicadas que pueden no estar al alcance para los servicios médicos de países con menos recursos. Además, pueden resultar caras.
En cualquier caso, Frank ya ha demostrado que la difusión de glucosa a través del nuevo material es igual que el que se produce en la córnea humana. Los estudios preliminares en conejos han puesto de manifiesto igualmente que los implantes soportan el crecimiento de células epitaliales. Para que las pruebas empiecen en humanos han de pasar todavía varios años, advierten.
Según informa Technology Review , la mayor parte de los transplantes de córnea que se hacen en la actualidad se deben a donantes humanos. Aunque tienen un porcentaje de éxito muy alto, los donantes escasean y las listas de espera de enfermos suele ser larga. En los países en vías de desarrollo ésta situación es más dramática porque el acceso a un donante es muy complicado. De hecho, la mayor parte de los ciegos por un problema en la córnea suelen estar en estos países.
Para solucionar este problema, los investigadores han desarrollado córneas artificiales usando materiales sintéticos. El que ha tenido más éxito ha sido una técnica, llamada queratoprostesis Dolhman-Doane, que consiste en un núcleo de un material plástico, transparente y duro, al que se le rodea de tejido humano para ayudar a que la córnea se una al ojo.
Pegas
Este tipo de implantes es propenso a producir infecciones y otras complicaciones, por lo que los pacientes se ven obligados a tomar antibióticos de por vida. Como resultado, la córnea artificial se usa sólo como último recurso en aquellos pacientes que han rechazado repetidamente la córnea de un donante.
En lugar de usar un plástico duro, el ingeniero químico de la Universidad de Stanford Curtis Frank ha creado una córnea artificial basada en un hidrogel blando. Éste ha sido hecho a partir de una malla de dos redes de polímeros. La primera de esas redes ha sido hecha con polietileno glycol y el segundo con ácido poliacrílico. “Es como rellenar los agujeritos de una esponja con otro material. Es imposible separar uno del otro”, comenta Frank.
El resultado es un material transparente y robusto, a pesar de estar formado en un 80% de agua. Este alto contenido en agua es clave para permitir que la glucosa y otros nutrientes se dispersen a través de la córnea y faciliten el crecimiento de células epitaliales en la superficie del implante. De este modo, el riego de infección se minimiza. En las córneas naturales, la capa epitalial sirve de protección.
En principio, el hidrogel creado por los ingenieros de Stanford era inerte, por lo que las células no se adherían a él. Para solventar este problema, la bioingeniera Jennifer Cochran ideó un modo de añadir colágeno a la superficie de la córnea artificial En este caso, el colágeno une las células epitaliales. En la actualidad, Cochran está trabajando en la incorporación de otros factores naturales de crecimiento celular en este material.
Anclar la córnea
Usando la fotolitografía (un proceso para la fabricación de materiales semiconductores) Frank y su equipo pueden crear también patrones de poros microscópicos alrededor del borde del implante. De este modo, cuando la córnea es implantada en le ojo del paciente, la células migrarán a través de esos poros anclando la córnea en el ojo y ayudando a integrar el material artificial con el tejido natural. Este proceso reduce el número de suturas necesarias para mantener la córnea artificial en su sitio.
El desarrollo de estas nuevas córneas artificiales será importante para resolver un problema de salud crítico, sobre todo en países en vías de desarrollo. Ahora, hay que determinar si la tecnología desarrollada por Stanford puede ser fácilmente usada en estos países. Los implantes basados en hidrogeles requieren intervenciones quirúrgicas relativamente complicadas que pueden no estar al alcance para los servicios médicos de países con menos recursos. Además, pueden resultar caras.
En cualquier caso, Frank ya ha demostrado que la difusión de glucosa a través del nuevo material es igual que el que se produce en la córnea humana. Los estudios preliminares en conejos han puesto de manifiesto igualmente que los implantes soportan el crecimiento de células epitaliales. Para que las pruebas empiecen en humanos han de pasar todavía varios años, advierten.