La Consejería de Universidad, Investigación e Innovación ha financiado un proyecto liderado por el equipo de I+D Biopren (Bioproductos e Ingeniería de Procesos) de la Universidad de Córdoba (UCO), en colaboración con la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia), que 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.
En la actualidad, 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. 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, 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.
Un material con alta porosidad y gran absorción
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.
Compatible con los tejidos humanos
Además de sus propiedades físicas, el equipo analizó el comportamiento del material en pruebas biológicas realizadas en laboratorio. En los ensayos antibacterianos, el vendaje mostró eficacia frente a Staphylococcus aureus, una de las bacterias más frecuentes en infecciones de heridas. También se realizaron pruebas de hemocompatibilidad para comprobar su comportamiento al entrar en contacto con la sangre. Los resultados mostraron una alta viabilidad celular, lo que indica que el material es compatible con los tejidos humanos.
El siguiente paso de los investigadores será explorar nuevas formas de fabricar estos vendajes mediante técnicas de bioimpresión y estudiar otras aplicaciones biomédicas, como la liberación controlada de medicamentos o el tratamiento de distintos tipos de heridas.
Este trabajo forma parte del proyecto HIDROM3D, centrado en el desarrollo de hidrogeles funcionales de base biológica para bioimpresión 3D y su transferencia al sector biomédico
