La naturaleza es sabia. De este gran dicho popular se han debido acordar estos investigadores que han decidido inspirarse en las púas del puercoespín para crear nuevos dispositivos médicos. ¿Y por qué precisamente las púas de puercoespín? Porque están diseñadas con una tecnología capaz de hacer que una vez que entran en la piel, sean muy difíciles de quitar.

El puercoespín es el nombre común de varios tipos de roedores que viven en América, el sur de Asia y África. Son de especies distintas pero a todos se les llama puercoespín por las características púas que cubren su piel. Ellos las utilizan para defenderse de los depredadores. A nosotros nos pueden ayudar a diseñar mejores dispositivos para el tratamiento de enfermedades.

Los investigadores del MIT y del Hospital de Brigham and Women en Boston se han centrado específicamente en el puercoespín de Norteamérica.  Estos animales tienen unas 30.000 púas de unos 5 a 10 centímetros de largo, y los últimos milímetros de la punta están recubiertos de espinas microscópicas. En un estudio que se publicó ayer en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences han caracterizado por primera vez las fuerzas que se necesitan para que estas púas entren y salgan de la piel. Comprobaron que comparado con púas que no tienen espinas, estas púas necesitan 60 ó 70 veces menos fuerza para penetrar en el músculo.

Y la clave de la facilidad para entrar en el músculo y la resistencia a soltarse son precisamente las espinas microscópicas en la punta de la púa. Al entrar en el tejido, las espinas hacen que se corte el tejido más fácilmente, algo similar a lo que sucede con un cuchillo de sierra, que corta mejor la piel de un tomate que uno recto. Pero cuando se intenta extraer la púa, estas espinas actúan a modo de ancla y evitan que la púa salga. La fuerza que se necesita para sacar las púas con espinas es 4 veces mayor que para púas lisas.

Y no se quedaron solo en estudiar el mecanismo, además desarrollaron dispositivos artificiales con las mismas características mecánicas que las púas. Desarrollaron por ejemplo un parche que tenía púas con espinas en uno de los lados con el objetivo de conseguir un adhesivo más potente. Demostraron que se necesitaba hasta 30 veces más energía para quitar este parche que otro que tenia púas lisas.

No es la primera vez que estos dos grupos  de investigadores se inspiran en la naturaleza para diseñar adhesivos mejores. Ya en 2008 el Dr. Langer y el Dr. Karp proponían adhesivos basados en los geckos. Pero según el Dr. Karp, estos adhesivos para que funcionaran en tejidos húmedos necesitaban la ayuda de un pegamento, algo que no es necesario con los parches inspirados en el puercoespín. Estos parches se adhieren a los tejidos sin necesidad de agentes químicos.

Estos nuevos adhesivos serían de mucha utilidad por ejemplo en pacientes que han sido sometidos a cirugía de bypass gástrico u otros tipos de cirugía intestinal o gástrica. Actualmente se usan las suturas o las grapas para este tipo de incisiones. Sin embargo, estos métodos pueden permitir filtraciones y causar complicaciones. También se usan pegamentos de grado médico para unir los tejidos. El problema es que esos pegamentos pueden ser tóxicos o provocar inflamación. Cabe esperar que los adhesivos inspirados en la púa del puercoespín podrán evitar todos estos efectos adversos.

Fuente:

Massachusetts Institute of Technology

Artículo:

Woo Kyung Cho, James A. Ankrum, Dagang Guo, Shawn A. Chester, Seung Yun Yang, Anurag Kashyap, Georgina A. Campbell, Robert J. Wood, Ram K. Rijal, Rohit Karnik, Robert Langer, and Jeffrey M. Karp. Microstructured barbs on the North American porcupine quill enable easy tissue penetration and difficult removal. PNAS, December 10, 2012 DOI: 10.1073/pnas.1216441109