Redacción Farmacosalud.com

La aplicación de la conocida como nanocelulosa bacteriana permite mejorar el uso de mallas quirúrgicas para tratar hernias abdominales, según un estudio en animales realizado por el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) en colaboración con B. Braun Surgical, fabricante líder en dispositivos médicos para el tratamiento de heridas internas. Todo parece indicar que, en humanos, la nanocelulosa bacteriana sería un material coste-efectivo para los sistemas de salud, tal y como sugiere la Dra. Anna Roig, líder del grupo de Nanopartículas y Nanocompuestos (NN) del ICMAB-CSIC: “Aunque no tenemos un análisis de costes detallado, creemos que sí sería una medida coste-efectiva, puesto que la producción de la nanocelulosa bacteriana es de bajo coste; el medio de cultivo -sustancialmente agua con una mezcla de azúcares- puede escalarse para ser producido de forma industrial y en condiciones de esterilidad. En la actualidad, la celulosa microbiana se comercializa para el tratamiento y la regeneración de heridas externas”.

Cada año, 20 millones de pacientes en todo el mundo sufren hernias abdominales, una afección muy común que sólo puede tratarse mediante intervención quirúrgica. Se habla de hernia abdominal cuando un órgano interno sobresale a través de una pequeña rotura o una zona debilitada de la pared muscular del abdomen. Una parte fundamental de la intervención es la reparación de la pared abdominal mediante el uso de una malla quirúrgica, cuya presencia proporciona soporte mecánico a la zona debilitada. Estas mallas se fabrican predominantemente con polímeros sintéticos como el polipropileno (PP).

Posibles reacciones a cuerpos extraños y adherencias fibróticas
Las complicaciones asociadas a las hernioplastias consisten, generalmente, en reacciones a cuerpos extraños y adherencias fibróticas entre la malla y las vísceras. Las altas tasas de adherencia registradas afectan aproximadamente al 15% de pacientes al cabo de un año de la cirugía. "En este contexto, se necesitan estrategias para minimizar las reacciones a cuerpos extraños, ya que la adhesión fibrótica alrededor del implante puede desencadenar una cascada de complicaciones que conducen a una segunda operación de mayor complejidad", explica Roig mediante un comunicado. Más allá de posibles operaciones recurrentes, las adherencias pueden causar dolor crónico severo, trastornos digestivos o infertilidad. Los esfuerzos actuales tratan de reducir cualquier efecto secundario que pueda surgir a raíz de la implantación de estas mallas quirúrgicas.

Una estrategia para mejorar el uso de tales dispositivos consiste en aislar físicamente la malla de PP de las vísceras añadiendo una barrera antiadherente. El estudio publicado en la revista científica ‘Biomaterials Science’ presenta la nanocelulosa bacteriana como un biomaterial muy adecuado para crear esta barrera. La nanocelulosa bacteriana es un polímero natural y biocompatible con creciente aplicabilidad en el sector sanitario. Tanto es así, que ya se utiliza en apósitos para heridas, protectores antifibróticos para implantes cardíacos o biomembranas para tratar trastornos de la córnea. La aplicación innovadora de este polímero se centra ahora en el diseño de mallas quirúrgicas para el tratamiento de hernias abdominales, y, en este sentido, el trabajo publicado aporta nueva información sobre la idoneidad mecánica de la nanocelulosa bacteriana como refuerzo de tejidos blandos. Para ello, se ha evaluado su presentación en diferentes formatos: seco, húmedo, monocapa, doble o triple capa, y combinado con mallas de PP.

En escena, Komagataeibacter xylinus
La nanocelulosa bacteriana se obtiene mediante el cultivo de unas bacterias, en este caso la cepa Komagataeibacter xylinus (K. xylinus). Estos microorganismos excretan de forma natural fibras extra-puras de celulosa que se entretejen entre sí formando un hidrogel en la superficie del cultivo celular. El hidrogel se esteriliza mediante autolavado y, una vez seco, da lugar a una lámina fina de unas 20 micras (centésimas de milímetro), pero mecánicamente resistente.

Los estudios in vivo con animales (conejos) indican que el nuevo material, fácil de manipular, presenta una buena fijación de la sutura y acomodación al lugar de implantación. Las biomallas, además, se integran bien en la pared abdominal, de ahí que todo parezca indicar que la nanocelulosa bacteriana es bien tolerada por los animales: “No hemos hecho un estudio sobre la recuperación postoperatoria comparando mallas comerciales y las de nanocelulosa bacteriana, pero lo que sí hemos observado es que los animales no sufren ningún proceso febril o pérdida de peso después de la implantación de la malla de bio-nanocelulosa”, apunta la Dra. Roig en declaraciones a www.farmacosalud.com.

Tras un seguimiento de 21 días, se evaluó el rendimiento de la nanocelulosa como material de refuerzo de tejidos blandos mediante observaciones macroscópicas y análisis histológicos. Es interesante resaltar que el biomaterial causó una baja adherencia, implicando sólo al 8% de la superficie total implantada. Si bien se necesitarían más estudios para determinar con más precisión el origen de ese 8% de complicaciones, las observaciones realizadas hasta el momento indican que las zonas más problemáticas son las próximas a los puntos de sutura usados para sujetar la malla quirúrgica. “Estas zonas son especialmente sensibles a provocar adhesiones. En el trabajo sugerimos estudiar si la fijación de las mallas con bioadhesivos médicos puede disminuir aún más las adhesiones de la malla de bio-nanocelulosa”, subraya la experta.

Por ahora no se ha detectado ninguna contraindicación o efecto sistémico asociados a la aplicación del nuevo compuesto. Aun así, el estudio histológico de los tejidos explantados después de 21 días ha evidenciado cierta respuesta inflamatoria, especialmente en aquellos animales con mayor grado de adherencia de la malla al tejido. En un futuro serán necesarias investigaciones “más detalladas de aspecto, así como un seguimiento del implante a más largo plazo”, sostiene la Dra. Roig.

Colaboración público-privada
Este estudio ha sido realizado por las investigadoras Irene Anton, Soledad Roig, Anna Laromaine y Anna Roig del grupo NN del ICMAB-CSIC, junto con el Departamento de I+D de B. Braun Surgical, especialistas en innovaciones en el campo de materiales para cirugía de hernias. La fabricación y la caracterización básica del biomaterial se realizó en las instalaciones del ICMAB, mientras que la esterilización, la caracterización de las propiedades mecánicas y la implantación de la malla fueron gestionadas por B. Braun, siguiendo los protocolos estandarizados para el uso previsto.

Por su parte, Pau Turon, vicepresidente del departamento de I+D de B. Braun, afirma que "la colaboración entre instituciones públicas y privadas para desarrollar conceptos innovadores para este tipo de cirugía es una de nuestras prioridades, ya que fusiona lo mejor de los dos mundos".

Artículo de referencia:
Anton-Sales I, Roig-Sanchez S, Traeger K, Weis C, Laromaine A, Turon P, et al. In vivo soft tissue reinforcement with bacterial nanocellulose. Biomater. Sci. 2021. Advance Article(8). DOI: 10.1039/D1BM00025J