Por eso, tras completar su máster por la Universidad de Nápoles Federico II (Italia) y doctorarse por la Universidad Técnica de Aquisgrán (Alemania), esta ingeniera biomédica decidió que era hora de “desafiarse a desarrollar un proyecto que ayudara a las personas”.
Santoro se fue a Estados Unidos, al Departamento de Química de Stanford, donde estuvo tres años explorando las posibilidades que abre de la nanotecnología para diseñar nuevos materiales que interactúen mejor con células vivas. Su trabajo cristalizó en su proyecto actual: un material fotovoltaico que puede integrarse en una tirita que, a su vez, transmite pulsos eléctricos a las células de la piel dañada por quemaduras o heridas para acelerar su regeneración. Sus primeros pasos hacia este objetivo, que ahora persigue desde su propio laboratorio en el Centro de Biomateriales Avanzados para la Salud del Instituto Italiano de Tecnología, la han llevado a ser una de las ganadoras de los premios Innovadores menores de 35 Europa de MIT Technology Review en español.
Santoro explica que las alternativas actuales para tratar a personas con quemaduras graves pasan por usar piel del propio paciente (por ejemplo, tomar un trozo de la tripa e injertarlo en un brazo), o usar tejidos de cadáveres. La primera opción no es ideal, ya que genera una nueva zona de herida y no es suficiente para cubrir grandes extensiones; y la segunda comporta un elevado riesgo de infección y rechazo. Los sustitutos de piel hechos a partir de células madre son otra vía, pero actualmente no hay suficiente disponibilidad para tratar a los más de 10 millones de personas que sufren quemaduras graves cada año.
Por suerte, existe una línea prometedora que pasa por acelerar la regeneración de la piel dañada mediante electroterapia, es decir: aplicar pequeños pulsos eléctricas a las células para acelerar la proliferación de fibroblastos y queratinocitos, células beneficiosas que forman la piel sana. A nivel celular, este pulso eléctrico desencadena la apertura de ciertos canales en la membrana y un flujo de calcio hacia dentro de la célula. El incremento de la concentración de este elemento allí desencadena la producción ciertas proteínas que dan instrucciones a las células para que proliferen más rápido. “Normalmente tardan unas dos semanas en proliferar y provocar la curación de la herida”, explica Santoro. “Estamos investigando si con estos pulsos podemos darles un empujón y reducir el tiempo a la mitad o más, de forma que sean más rápidas que las células cicatriciales no beneficiosas, cuya proliferación es normalmente más rápida”.
Actualmente los dispositivos para dispensar esta electroterapia son voluminosos, necesitan un suministro de energía externo y no pueden cubrir grandes superficies dañadas. Santoro propone, en su lugar, crear una tirita que captura energía solar gracias a una fina placa fotovoltaica orgánica, flexible y ligera colocada en su parte superior. Esta placa transforma la luz en electricidad y la transmite en forma de pulsos controlados a las células de la piel dañadas, con las que está en contacto. A través de sus investigaciones, publicadas en varias revistas científicas, Santoro ha descubierto que al incorporar unos pequeños “dientes” tridimensionales con forma de pilares nanoscópicos entre la placa y las células el acoplamiento entre ambas mejora significativamente. Además, con estas nanoestructuras necesitarían menos energía para estimular a la célula que con un electrodo plano porque hay menos disipación al estar los pilares a solo unos nanómetros de la membrana, explica la joven.
Santoro ha creado un primer prototipo plano de la placa solar flexible que es estable en contacto con células. Su siguiente paso será incorporarle los nanopilares a modo de electrodo y validar que funciona correctamente con las células y mantiene su integridad. En el futuro, esperan añadir al dispositivo una batería que almacene parte de la energía solar e incluso sensores que monitoricen la cicatrización, el estado de degradación de los materiales o su temperatura. Esta tirita sería un wearable de bajo coste y desechable, que podría usar el propio paciente, no necesitaría enchufarse y podría imprimirse en varios tamaños y cubrir grandes áreas.
El Investigador Principal en el Instituto IMDEA Materiales de Madrid (España) y miembro del jurado de Innovadores menores de 35 Europa 2018, Rubén Costa, considera que “la idea, el valor de la investigación fundamental y el producto final presentados por Santoro son claros, a pesar de que el proyecto se encuentra en etapa de desarrollo”. Para Costa, esta innovadora demuestra tener “los antecedentes, la iniciativa y el liderazgo adecuados para llevar a cabo este proyecto”.