El lograr un pegamento que se adhiera a los huesos u otras superficies mojadas ha probado ser una tarea particularmente compleja- usualmente este se desliza o se disuelve en el líquido circundante. Russell Stewart, ingeniero biomédico y principal investigador en la Universidad de Utah, encontró la inspiración para un pegamento en el pequeño gusano de castillos de arena. El gusano construye su hogar tubular en el suelo oceánico usando granos de arena y pedazos de conchas, que se fijan en posición como si se usara ladrillo y cemento.
"El gusano ha tenido que superar varios problemas al construir el castillo de arena bajo el agua" dice Stewart. "Su adhesivo tiene que adherirse a superficies mojadas y, mientras segrega bajo el agua, tiene que lograr prevenir que el mismo se disuelva en el océano.” Aunque el pegamento inicialmente es un fluido, debe endurecerse en un sólido. “El gusano ha solucionado todos estos problemas, y nosotros estamos tratando de copiar estas soluciones,” dijo.
Stewart y sus colegas encontraron que el gusano de castillos de arena utiliza los cambios en pH para suscitar el endurecimiento del pegamento. Dentro del gusano, donde el pH es bajo, el pegamento es un fluido. La exposición al agua de mar, que tiene un pH más alto, ocasiona que el pegamento se solidifique lentamente. Luego de analizar un poco, los investigadores recrearon una versión sintética del adhesivo del gusano: un pegamento poliacrilatado soluble en agua pero que no se disuelve en líquido, que es tan fuerte como el Super Glue, y es dos veces más fuerte que el pegamento original del gusano. Experimentos en cultivos celulares no demostraron signos de toxicidad; pruebas preliminares en ratas parecen apoyar esto último así como que no se encontraron reacciones inmunológicas inusuales.
“Existe una necesidad significativa de mejores pegamentos clínicos” dijo Jeffrey Karp, un ingeniero químico y biológico en Brigham y en el Women’ s Hospital en Boston. Auque hay disponibles algunos pegamentos médicos muy fuertes, señaló que también éstos tienden a ser altamente inflamatorios. La necesidad de un adhesivo que pueda pegar el hueso y alinear pequeños fragmentos sin causar inflamación es apremiante. “Más aún”, dice Karp, “el nuevo adhesivo es único en que puede ser aplicado sobre superficies mojadas sin migrar fuera del área lesionada”. “Los pegamentos actuales tienden a ocasionar desastres y los cirujanos tienen grandes dificultades al manipularlos en ambientes húmedos”, dijo. “Es difícil colocarlos directamente en el área de interés”.
nStewart y sus colegas creen que el adhesivo puede ser utilizado como complemento a alambres, piezas de sujeción y placas— fragmentos más grandes pueden ser sujetados en su lugar con instrumentos mayores mientras que los fragmentos más pequeños pueden ser pegados. En fracturas faciales, donde utilizar piezas de sujeción como clavos y to illos puede ocasionar daños estéticos, el pegamento podría inyectarse con una jeringuilla, evitando así una cirugía abierta.
"Uno de nuestros retos es mantener en su sitio a los fragmentos pequeños que han sido alineados con mucha precisión durante la cirugía. Sólo se necesita mantenerlos en su lugar mientras sana la lesión, alrededor de seis semanas" dice Thomas Higgins, un cirujano ortopédico de la Escuela de Medicina de la Universidad de Utah, quien se especializa en fracturas en las articulaciones y ha consultado con Stewart sobre las aplicaciones clínicas del adhesivo. "El contar con una sustancia líquida y que luego asume un estado más rígido al colocarlo [en el cuerpo], permitirá una aplicación más fácil y más versátil que la ofrecida por los productos que usamos actualmente” dijo. "Esto es todavía preliminar, pero resulta muy promisorio."
Más allá de utilizarse como pegamento de huesos, el adhesivo promete su aplicación en un número de ambientes humedecidos- desde la reparación de dientes resquebrajados a la reparación de grietas por corrosión en barcos. "Será muy interesante para un dentista o cirujano ortopédico el considerar [este tipo de material] como una estrategia para la reparación de huesos y dientes," dijo Herbert Waite, un bioquímico de la Universidad de Califo ia, Santa Bárbara, quien no estuvo involucrado en la investigación.
Karp señala que aún hay mucho trabajo por hacer. “La sola idea de formar pegamento en presencia de la sangre debe ser muy diferente a formarlo bajo el agua de mar o bajo condiciones de laboratorio," dijo. Pero él cree que el grupo de investigadores han dado un buen comienzo. “Pienso que es un estrategia muy interesante y novedosa el comprender mejor la biología del gusano de castillos de arena para crear adhesivos," dice Karp. "La evolución es el mejor solucionador de problemas. No hay nada que pueda competir contra eso."