Investigadores de la Universidad de Córdoba han obtenido un apósito mezclando fibras nanométricas de celulosa y biomasa derivada del cultivo de un hongo. Probado en ensayos in vitro a escala de laboratorio, esta venta absorbe grandes cantidades de líquido que segregan las heridas y evita infecciones bacterianas comunes.

El grupo de investigación Biopren (Bioproductos e Ingeniería de Procesos) de la Universidad de Córdoba, en colaboración con la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia), ha desarrollado un vendaje con propiedades antibacterianas y antisépticas a partir de nanofibras de celulosa derivadas de paja de trigo y fracciones de un hongo asiático. El material, probado en células a escala de laboratorio, acelera la cicatrización, absorbe grandes cantidades de líquido que segregan las heridas y combate bacterias frecuentes en infecciones cutáneas.

Hoy día, muchos vendajes avanzados se fabrican a partir de celulosas convencionales o material plástico, con su consiguiente impacto medioambiental. Sin embargo, el nuevo material consigue reducir tanto tiempos como costes simplificando todo el proceso de elaboración y producción, así como revalorizar la biomasa residual del hongo Ganoderma lucidum, conocido como ‘reishi’ o ‘lingzhi’ y empleado tradicionalmente en la medicina asiática.

En este sentido, las aplicaciones médicas habituales de este hongo se centran en la utilización de sus esporas o del cuerpo fructífero, es decir, la parte visible de la seta. Ambas aparecen en las fases finales de su cultivo, por lo que su obtención requiere tiempos largos de crecimiento, además de procesos de filtrado y purificación complejos y costosos. Todo ello unido a un desaprovechamiento de gran parte de la biomasa generada.

En cambio, como describen en el estudio titulado ‘Enhancing wound dressing efficiency: Cellulose nanofiber sponges loaded with Ganoderma lucidum mycelium fractions’ y publicado en la revista International Journal of Biological Macromolecules, los expertos han combinado nanomateriales derivados de residuos agrícolas como la paja de trigo y biomasa recogida durante la etapa de crecimiento de este tipo de hongo japonés para obtener un apósito sostenible y efectivo en la cura y cicatrización de heridas.

Por ello, el equipo de investigación de la Universidad de Córdoba decidió, como alternativa al uso de esporas y de cuerpos fructíferos como agentes bioactivos, utilizar el micelio (raíces del hongo) y los exopolisacáridos (macromoléculas de carbohidratos generadas durante el crecimiento del hongo).

Este proceso alternativo permite una obtención de agentes de interés biomédico en etapas más tempranas, simplificando de manera significativa su obtención. “Nos preguntamos qué pasaría si dábamos un paso atrás y utilizábamos el hongo sin purificar. El resultado fue un método que requiere un menor tiempo de producción, procesos de filtrado más simples, un aprovechamiento integral del cultivo y, por tanto, una reducción de costes en su obtención sin perder eficacia”, explica a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Córdoba Esther Rincón Rubio, autora principal del estudio.

Tras separar mediante técnicas de filtrado las distintas fracciones del hongo, por un lado el micelio y por otro los exopolisacáridos, los investigadores realizaron diferentes pruebas en el laboratorio.

Compararon esponjas enriquecidas con micelio, otras con exopolisacáridos purificados; y un tercer grupo con la combinación de ambas. Después, sometieron las mezclas a un proceso de liofilización -congelación y eliminación del agua- para obtener esponjas altamente porosas. “Cada variante aportó ventajas específicas: el micelio mejoró la resistencia mecánica y la absorción; los exopolisacáridos proporcionaron mayor estabilidad y degradación controlada; y la mezcla de ambas logró una estructura de poros más homogénea y una mayor resistencia”, detalla Rincón.

Como resultado, los investigadores obtuvieron un material resistente y estable con más del 99% de porosidad y una capacidad de absorción que puede retener hasta un 9.200% de su peso en agua, es decir, ganan 92 veces su peso seco. Además, también succionan alrededor de un 400% de líquido que segregan las heridas en condiciones similares a las de una corte, que según los expertos supera significativamente a la de los apósitos convencionales de poliuretano. “A todo ello se le suma una estabilidad estructural incluso en condiciones húmedas, una característica esencial en vendajes sometidos a manipulación y esfuerzos cotidianos”, señala el investigador de la Universidad de Córdoba y coautor del estudio, Eduardo Espinosa.

Herramienta de compresión empleada en este trabajo de investigación.

Además de las propiedades físicas de este nuevo apósito, los investigadores analizaron su respuesta biológica en pruebas in vitro contra patógenos y en contacto con la sangre. “Realizamos ensayos antibacterianos con células de piel frente a Staphylococcus aureus, uno de los patógenos más habituales en infecciones de heridas. También hicimos pruebas de hemocompatibilidad con las que evaluar la capacidad del apósito para entrar en contacto con la sangre sin provocar efectos adversos significativos. En ambos casos, los resultados mostraron una alta viabilidad celular, lo que indica buena compatibilidad con los tejidos humanos”, concluye Espinosa.

El siguiente paso de este equipo de investigación es explorar nuevas vías fabricación de estos apósitos mediante técnicas de bioimpresión y ampliar sus aplicaciones en otros ámbitos biomédicos, como el tratamiento de heridas o la liberación controlada de fármacos.

Este estudio se enmarca en el proyecto ‘Desarrollo de hidrogeles funcionales de base biológica para bioimpresión 3D y transferencia al sector biomédico’, conocido bajo el acrónimo HIDROM3D, y financiado por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía.