Un adhesivo inspirado en los balánidos ayuda a detener la pérdida rápida de sangre

Marzo de 2022

Por Karie Bate, escritora independiente

Durante el último decenio, el investigador e ingeniero del MIT Hyunwoo Yuk ha estado trabajando para evitar que dos millones de personas mueran cada año debido a la pérdida rápida de sangre por heridas graves y cirugías invasivas. ¿De qué manera? Le apasiona resolver retos difíciles. Se siente motivado personalmente. Le gusta hornear y cocinar nuevas ideas. Y no piensa de forma convencional.

Hyunwoo Yuk y sus colegas mezclaron micropartículas adherentes y aceite de silicona para repeler la sangre de los tejidos. La solución crea un potente sello alrededor de los tejidos y representa un gran avance con respecto a los métodos tradicionales para controlar las hemorragias. (Foto: Cortesía de Hyunwoo Yuk)

"Los ingenieros son personas a quienes les gusta resolver problemas utilizando herramientas y conocimientos científicos", dice. "Desde siempre me ha estimulado resolver problemas importantes a los que no se ha encontrado una buen solución y que tienen que ver con mi área de especialización, y más aún si me tocan alguna fibra sensible".

Cuando Hyunwoo Yuk tenía 22 años, su hermano pequeño cayó desde un quinto piso y sufrió lesiones traumáticas, incluida una grave hemorragia por daños en la aorta. Más tarde se enteró de que las múltiples operaciones a las que se sometió su hermano duraron el doble de lo previsto debido a las dificultades para controlar la hemorragia. "Tener una fuerte motivación personal [para resolver] el problema me ayudó a inspirarme y buscar mejores soluciones", dice.

Su pasión por la repostería casera también le estimula para crear. "Me gusta especialmente hacer magdalenas. Son fáciles de preparar y me encanta añadirles diferentes ingredientes. Probablemente reflejan mi interés como científico e ingeniero de materiales, ya que me gusta hacer materiales con componentes relativamente sencillos pero con un mejor rendimiento."

Un enfoque creativo para hacer frente a la pérdida rápida de sangre

Durante los últimos siete años de sus estudios de posgrado, Hyunwoo Yuk ha estado elaborando una cartera de tecnologías bioadhesivas para detener y controlar rápidamente las hemorragias en personas que sufren lesiones traumáticas o se someten a cirugías intensivas.

La última de sus invenciones, desarrollada en los últimos cuatro años, es un pegamento o pasta blanca similar a la pasta de dientes que puede adherirse a superficies cubiertas de sangre. Y es algo realmente creativo. Se inspiró nada menos que en los sencillos balánidos, que son crustáceos diminutos que se adhieren a las rocas, para llevar a cabo su innovación.

Resulta que los balánidos y los tejidos del cuerpo humano y animal están expuestos a entornos de humedad y suciedad similares. Los balánidos están expuestos al agua y el barro, mientras que los tejidos del cuerpo humano y animal también están húmedos y "sucios" debido a su contacto con la sangre, que, por su naturaleza, es un fluido contaminado. La forma en que los balánidos consiguen adherirse a las superficies despertó el interés de Hyunwoo Yuk y su equipo de investigadores.

Desde siempre me ha estimulado resolver problemas importantes a los que no se ha encontrado una buena solución y que tienen que ver con mi área de especialización, y más aún si me tocan alguna fibra sensible.

Hyunwoo Yuk, investigador e ingeniero del MIT

Descubrieron que los balánidos consiguen adherirse o aferrarse a superficies húmedas y sucias gracias a unas moléculas pegajosas de proteína suspendidas en un aceite que repele el agua y los contaminantes. Esta función inspiró a Hyunwoo Yuk y a su equipo para idear una solución adhesiva que actuara de forma similar y ayudara a sellar los tejidos animales ensangrentados.

Para elaborar su adhesivo de prueba, en lugar de utilizar la proteína que utilizan realmente los balánidos mezclaron micropartículas adhesivas y aceite de silicona, que repele la sangre de los tejidos. "Para que un adhesivo funcione hay que mantener las células de la sangre contaminadas alejadas del tejido", explica Hyunwoo Yuk.

"Desde el punto de vista de la ingeniería, este tipo de solución contraria al sentido común es importante, ya que puede suponer un gran avance en cuanto a resultados respecto de los enfoques tradicionales para detener las hemorragias", subraya.

Durante los últimos siete años, Hyunwoo Yuk ha estado elaborando una cartera de tecnologías bioadhesivas para detener y controlar rápidamente las hemorragias en personas que sufren lesiones traumáticas o se someten a cirugías intensivas. Su última invención es un pegamento o pasta blanca similar a la pasta de dientes que puede adherirse a superficies cubiertas de sangre. (Foto: Cortesía de Hyunwoo Yuk)

¿Qué diferencia a este invento de otros del mercado?

En un estudio publicado en Nature Biomedical Engineering (agosto de 2021), Hyunwoo Yuk y su equipo demostraron cómo su adhesivo puede detener las hemorragias en segundos. El experimento se llevó a cabo en ratas con lesiones cardiacas y hepáticas sangrantes. La hemorragia continuó en las ratas que Hyunwoo Yuk trató con productos convencionales que utilizan los cirujanos. En las ratas tratadas con su adhesivo oleoso, la hemorragia duró unos diez segundos. Las ratas y los cerdos tratados con el adhesivo sobrevivieron.

Aparte de ahorrar tiempo, Hyunwoo Yuk afirma que esta innovación es también más robusta que otros productos similares porque crea un sello más fuerte alrededor de los tejidos. Además, afirma que la pasta tiene el potencial de funcionar rápidamente en pacientes que no pueden formar sus propios coágulos de sangre debido a una afección médica. Las soluciones disponibles para detener las hemorragias peligrosas se basan en la capacidad natural del cuerpo para formar coágulos. Cuando concebían su tecnología, la idea de los investigadores era detener las hemorragias sin depender en absoluto de la formación de coágulos de sangre. "En nuestra opinión, depender de la formación natural de coágulos hace que las cosas sean lentas y complicadas y excluye a los pacientes con determinadas afecciones", dice Hyunwoo Yuk.

La propiedad intelectual (PI) es una parte esencial de cualquier empresa tecnológica emergente, ya que supone un elemento fundamental para poder relacionarse de forma productiva con empresas más grandes y atraer las inversiones que tanto necesitan.

Hyunwoo Yuk

Los pasos siguientes hacia la comercialización

Aunque aún falta algún tiempo para que esta empresa emergente pueda firmar acuerdos comerciales, Hyunwoo Yuk afirma que Asia y los Estados Unidos serán grandes mercados potenciales. Mientras tanto, el equipo está motivado para seguir ensayando su adhesivo inspirado en los balánidos.

Con la financiación continua de empresas e inversores privados, los investigadores planean realizar más estudios preclínicos en animales más grandes (cerdos) a fin de optimizar la tecnología para indicaciones clínicas específicas, y reunir los datos necesarios para obtener la exención de dispositivos de investigación de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos para su primer ensayo clínico en humanos. Esperan poder ensayar su adhesivo en humanos en un plazo de 18 meses. Se centrarán en comprobar la capacidad del adhesivo para detener el sangrado durante la cirugía de órganos sólidos (por ejemplo, hígado, bazo y riñón), la cirugía cardiovascular, así como la cirugía endoscópica (hemorragia gastrointestinal, entre otras). También tienen previsto explorar las demandas del sector militar para su aplicación en el tratamiento de heridas por arma de fuego y lesiones por impacto.

Una innovación con un potencial prometedor para pacientes y personal de asistencia sanitaria

Las pruebas del estudio sobre el impacto del adhesivo en los tejidos animales ensangrentados, aunque todavía están en sus primeras fases de desarrollo, ofrecen esperanzas para los seres humanos con trastornos de la sangre, el corazón y el hígado que requieren cirugía.

El adhesivo podría ayudar a reducir el tiempo que dedican los cirujanos a controlar las hemorragias durante las intervenciones quirúrgicas. También podría ser útil en lugares sin acceso a recursos quirúrgicos, como zonas de combate o regiones con recursos limitados.

Aunque todavía queda camino por recorrer antes de que el invento del Sr. Yuk salga del horno, los ingredientes parecen prometedores. Sin duda, millones de personas querrán probarlo.

Hyunwoo Yuk habla de la importancia de la propiedad intelectual

¿Qué importancia tiene la propiedad intelectual para su empresa?

La propiedad intelectual es una parte esencial de cualquier empresa tecnológica emergente, ya que supone un elemento fundamental para poder relacionarse de forma productiva con empresas más grandes y atraer las inversiones que tanto necesitan. Una de las primeras cosas que las empresas y los inversores quieren saber es si nuestra tecnología está protegida por patente. Por la experiencia que tenemos, es difícil imaginar cómo podríamos llevar a cabo las actividades habituales necesarias para avanzar en la comercialización sin que nuestras tecnologías y nuestra propiedad intelectual estén protegidas mediante patentes.

¿Cómo están protegiendo su propiedad intelectual?

Protegemos nuestra propiedad intelectual de la manera tradicional, presentando solicitudes de patente a nivel nacional e internacional. Debido a que hoy en día es habitual trasladar las tecnologías desarrolladas en el laboratorio a la industria, se ha incrementado la labor educativa y la concienciación sobre la protección de la propiedad intelectual, más allá de la publicación de artículos académicos. Dado que la protección de la novedad y la propiedad de las ideas frente a la competencia de otros investigadores es tan importante en nuestra vida académica, me resultó natural y fácil comprender la importancia que tiene para nuestras actividades la protección de la propiedad intelectual, concretamente, mediante patentes.

¿Cómo le ha ido con la presentación de solicitudes de patente?

En los Estados Unidos, la presentación de una solicitud provisional inicial es rápida y sencilla. Resulta fácil presentar una solicitud de patente a través de las oficinas de concesión de licencias tecnológicas, en las que normalmente se presenta una solicitud PCT junto con una solicitud nacional, lo que nos permite obtener protección internacional con prioridad. La presentación formal de una solicitud de patente requiere mucho más tiempo y, a menudo, nos obliga a interactuar estrechamente con un abogado de patentes y con la oficina de concesión de licencias tecnológicas de la escuela para asegurarnos de que la propiedad intelectual es lo suficientemente valiosa desde el punto de vista comercial como para justificar su costo.

¿Tienen una estrategia de propiedad intelectual?

Queremos incorporar la estrategia de propiedad intelectual general del MIT de agrupar e integrar las tecnologías básicas para protegerlas contra las infracciones. Aunque estamos en una fase demasiado temprana para una estrategia de propiedad intelectual detallada, será una prioridad para nuestra empresa emergente. Estoy descubriendo que la estrategia de propiedad intelectual, empezando por las condiciones de los acuerdos de explotación (si se trata de tecnologías procedentes de la universidad), puede tener un efecto definitivo en el proceso general de comercialización. Estamos abordando cuidadosamente este proceso con la ayuda de especialistas y asesores jurídicos experimentados.

¿Qué lecciones ha aprendido hasta ahora sobre la propiedad intelectual que pueda transmitir?

He aprendido que la patente es mucho más importante que el artículo de investigación cuando se trata de comercializar la propiedad intelectual. Me he esforzado mucho en preparar solicitudes de patente sólidas para mis últimas invenciones, ya que me he dado cuenta de que las solicitudes de patente que había presentado antes no lo eran, pues estaba más centrado en la publicación de artículos académicos. He aprendido que una solicitud de patente no es ni debe ser un “copia y pega” de un documento de investigación. Debe incluir igualmente consideraciones comerciales, aparte de los aspectos tecnológicos de la invención, e incluir reivindicaciones con un amplio alcance, a fin de evitar infracciones basadas en pequeñas modificaciones y otras cuestiones.

El propósito de OMPI Revista es fomentar los conocimientos del público respecto de la propiedad intelectual y la labor que realiza la OMPI, y no constituye un documento oficial de la Organización. Las denominaciones empleadas en esta publicación y la forma en que aparecen presentados los datos que contiene no entrañan, de parte de la OMPI, juicio alguno sobre la condición jurídica de ninguno de los países, territorios o zonas citados o de sus autoridades, ni respecto de la delimitación de sus fronteras o límites. La presente publicación no refleja el punto de vista de los Estados miembros ni el de la Secretaría de la OMPI. Cualquier mención de empresas o productos concretos no implica en ningún caso que la OMPI los apruebe o recomiende con respecto a otros de naturaleza similar que no se mencionen.