EL GINIB somete sus dos primeras patentes de invención

El Grupo de Investigación en Nanomateriales, Ingeniería Celular y Bioimpresión (GINIB) del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de los Andes, liderado por los profesores Carolina Muñoz y Juan Carlos Cruz, sometió durante el año 2020 sus dos primeras patentes de invención. A continuación, le contamos más de estos dos proyectos:

Diseño y evaluación de biotintas a base de hidrogeles de submucosa intestinal y placenta porcina descelularizadas para la fabricación de equivalentes de piel humana por bioimpresión: este desarrollo sometido el 14 de agosto para patente de invención en los Estados Unidos está relacionado con hidrogeles o biotintas derivados de diferentes tejidos porcinos que simulan las condiciones para el crecimiento celular y biocompatibilidad. Adicionalmente, para el diseño de estas biotintas se tuvo en cuenta una combinación de características para su uso, entre otros, en la regeneración de tejidos, construcción de modelos tridimensionales que simulan órganos y manufactura de adhesivos óseos de fácil aplicación y tiempo de vida extendido. Estas características son imprimibilidad, fidelidad y especialmente su biocompatibilidad, teniendo en cuenta su origen natural. Lo más novedoso de estas biotintas es que sus propiedades mecánicas son ajustables dependiendo del tejido que se quiera imprimir. Esto logra superar uno de los principales retos en el campo de la bioimpresión y es la dificultad en lograr propiedades mecánicas destacables como la alta resistencia a la tensión, el cual es un parámetro clave dentro de los atributos que se buscan para su eventual uso clínico.

El abordaje de los investigadores para superar este importante reto, consistió en desarrollar un material que responde a la estimulación con luz visible con el incremento en su rigidez a través de procesos de entrecruzamiento altamente controlados. Otro atributo destacable en su formulación es la posibilidad de incorporar nanomateriales electroconductores, los cuales facilitan que el sistema responda en forma inteligente a estímulos externos como los campos eléctricos. Dichos procesos de electroestimulación tienen el potencial de ser empleados en acelerar la proliferación celular. Por este motivo, este desarrollo puede ser empleado en facilitar los procesos de regeneración tisular en condiciones o situaciones en donde los procesos naturales han sido truncados. Este es el caso, por ejemplo, de las úlceras de pie diabético en donde los pacientes enfrentan serias dificultades en su sanación como resultado de las alteraciones fisiológicas a las que han sido sometidas sus células. Más aún, estos materiales pueden emplearse en el naciente campo de las biotintas terapéuticas en donde se busca, a través de estímulos controlados, entregar en forma controlada fármacos para el tratamiento altamente localizado de condiciones a la escala tisular y celular. El objetivo inicial de este proyecto es el de utilizar estas biotintas como base para construir por bioimpresión 3D un modelo de piel humana in vitro. Esto con el objetivo de disminuir o eventualmente reemplazar las pruebas en animales, que cada vez son más criticadas desde el punto de vista ético por la comunidad científica internacional.

Equipo de apoyo del Departamento: Julián Serna y Javier Cifuentes (egresados e investigadores), Daniela Céspedes (estudiante de maestría) y Laura Rueda (estudiante de pregrado).

Matriz polimérica Multicapa: este proyecto, sometido el 21 de septiembre de 2020 como patente de invención Nacional, se relaciona con el campo general de aplicación de los biomateriales, particularmente con el método de preparación por deposición capa a capa y con la manufactura de una matriz polimérica multicapa porosa, adherente y biocompatible compuesta por ácido poliacrílico y clara de huevo. Es justamente la incorporación de la clara de huevo, lo que hizo de la invención algo suficientemente novedoso para solicitar la patente. Esta matriz permite el crecimiento de células adherentes y en suspensión y el control de la movilización y fijación de compuestos activos. El propósito de uso de esta matriz es versátil y se puede emplear en aplicaciones diversas, tales como sistemas de detección de patógenos, sistemas para crecimiento celular y modelos de órganos experimentales, entre otras.

Este trabajo se proyecta como un sistema que puede utilizarse con diferentes propósitos especialmente como un método de detección de contaminación por patógenos en cultivos celulares para terapias celulares. Esto puede ser de gran ayuda para detectar de manera temprana contaminación o incluso para demostrar seguridad en tratamientos que dependan de células cultivadas, como lo son las terapias con células madre. Este es un aspecto clave en el desarrollo, teniendo en cuenta que es uno de los principales factores para el fallo de dichas terapias y sobre el cual, a la fecha, no existe una solución práctica que provea resultados en tiempos cortos. En el campo de la Ingeniería de Alimentos, también se podría aplicar para la detección de agentes patógenos en alimentos, superficies y empaques. Por otro lado, en el campo de los modelos para evaluación de fármacos cumpliría una doble función, como lo es, la biocompatibilidad con las células o modelos de órganos y su vez, la posibilidad para la liberación controlada de las moléculas farmacéuticas que se quieran evaluar.

Es de resaltar que este desarrollo inició como un proyecto especial de estudiantes de pregrado de Ingeniería Biomédica y continuó como parte de su Proyecto de Diseño, (proyecto de innovación biomédica para estudiantes de último año que reemplaza la tesis teórica). El proyecto de diseño titulado SAVECELL, ganó el tercer puesto en el Premio Nacional de Innovación en Dispositivos Médicos en el 2018.

Egresados y estudiantes involucrados: Daniela Rubio (estudiante de maestría), Juana María Ayala (egresada), Sebastián Ortiz (egresado).