Administración de fármacos a través de fibras textiles
Precisamente controlable y eficaz a largo plazo
Los productos médicos como pomadas o jeringuillas alcanzan sus límites cuando se trata de administrar medicamentos localmente y, sobre todo, de forma controlada durante un periodo de tiempo prolongado. Por ello, los investigadores de Empa están desarrollando fibras poliméricas capaces de administrar principios activos de forma precisa a largo plazo. Estas "fibras de núcleo líquido" contienen fármacos en su interior y pueden transformarse en textiles médicos.
Tratar una herida o una inflamación directamente donde se produce tiene claras ventajas: El principio activo llega inmediatamente a su objetivo y no se producen efectos secundarios negativos en las partes del cuerpo no afectadas. Sin embargo, los métodos convencionales de administración local alcanzan sus límites cuando se trata de dosificar con precisión los principios activos durante un periodo de tiempo prolongado. En cuanto una pomada sale del tubo o el líquido de inyección fluye fuera de la jeringa, es casi imposible controlar la cantidad de principio activo. Por eso, Edith Perret, del laboratorio de fibras avanzadas de Empa en St. Gallen, está desarrollando fibras médicas con unos "valores internos" muy especiales: Las fibras poliméricas encierran un núcleo líquido con ingredientes terapéuticos. El objetivo: productos médicos con capacidades especiales, por ejemplo, material de sutura quirúrgica, apósitos para heridas e implantes textiles que puedan administrar analgésicos, antibióticos o insulina con precisión durante un periodo de tiempo más largo. Otro objetivo es conseguir una dosificación individual del fármaco, específica para cada paciente, en el sentido de la medicina personalizada.
Biocompatible y a medida
Un factor decisivo que convierte una fibra textil convencional en un producto médico es el material de la vaina de la fibra. El equipo eligió la policaprolactona (PCL), un polímero biocompatible y biodegradable que ya se utiliza con éxito en el campo médico. La vaina de fibra encierra la sustancia valiosa, como un analgésico o un fármaco antibacteriano, y la libera con el tiempo. Utilizando una planta piloto única, los investigadores produjeron fibras de PCL con un núcleo líquido continuo mediante hilatura por fusión. En las primeras pruebas de laboratorio se obtuvieron fibras de núcleo líquido estables y flexibles. Además, el equipo de Empa ya había demostrado con éxito, junto con un socio industrial suizo, que este proceso no sólo funciona en el laboratorio, sino también a escala industrial.
Los parámetros según los cuales las fibras médicas liberan un agente encerrado se investigaron primero con sustancias modelo fluorescentes y después con diversos fármacos. "Las moléculas pequeñas, como el analgésico ibuprofeno, se desplazan gradualmente a través de la estructura de la vaina externa", explica Edith Perret. Las moléculas más grandes, en cambio, se liberan en los dos extremos de las fibras.
Precisamente controlable y eficaz a largo plazo
Gracias a diversos parámetros, las propiedades de las fibras médicas pueden controlarse con precisión", explica la investigadora del Empa. Tras exhaustivos análisis con espectroscopia de fluorescencia, tecnología de rayos X y microscopia electrónica, los investigadores pudieron demostrar, por ejemplo, la influencia del grosor de la vaina y la estructura cristalina del material de la vaina en la velocidad de liberación de los fármacos de las fibras con núcleo líquido.
En función del principio activo, también puede adaptarse el proceso de fabricación: Los principios activos insensibles a las altas temperaturas durante la hilatura en fusión pueden integrarse directamente en el núcleo de las fibras en un proceso continuo. En cambio, en el caso de los fármacos sensibles a la temperatura, el equipo pudo optimizar el proceso para que un marcador de posición rellenara inicialmente el núcleo líquido, que se sustituye más tarde por el principio activo sensible.
Una de las ventajas de las fibras de núcleo líquido es la capacidad de liberar el principio activo de un depósito durante un periodo de tiempo más largo. Esto abre una amplia gama de posibles aplicaciones. Con diámetros de 50 a 200 micrómetros, las fibras son lo bastante grandes como para tejerlas, por ejemplo, en tejidos resistentes. Sin embargo, las fibras médicas también podrían guiarse por el interior del cuerpo para administrar hormonas como la insulina, explica Perret. Otra ventaja: Las fibras que han liberado su medicación pueden rellenarse. La gama de principios activos que pueden administrarse de forma fácil, cómoda y precisa mediante fibras con núcleo líquido es amplia. Además de analgésicos, son concebibles antiinflamatorios, antibióticos e incluso preparados para el estilo de vida.
En un próximo paso, los investigadores quieren dotar al material de sutura quirúrgica de propiedades antimicrobianas. El nuevo proceso se utilizará para rellenar diversos materiales de núcleo líquido con antibióticos a fin de suturar el tejido durante una operación de tal forma que los gérmenes de la herida no tengan ninguna posibilidad de causar una infección. Perret, investigador de Empa, también está convencido de que la futura colaboración con socios clínicos sentará las bases de otras aplicaciones clínicas innovadoras.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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