El titanio con recubrimiento especial reduce el riesgo de coágulos en las prótesis

19 de mayo de 2023

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por la Universidad Friedrich Schiller de Jena

Un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad alemana de Jena ha desarrollado un enfoque prometedor para reducir significativamente la coagulación de la sangre en el material de titanio de la válvula cardíaca.

Cada año se implantan en Alemania unas 25.000 válvulas cardíacas artificiales porque la válvula cardíaca original está dañada, por ejemplo, a causa de una infección. Las válvulas cardíacas mecánicas están hechas de dióxido de titanio, entre otros materiales, y duran muchos años. Sin embargo, debido a que la sangre tiende a coagularse al contacto con estas superficies de material, existe el riesgo de que se formen coágulos de sangre en la superficie de las válvulas cardíacas mecánicas. Esto puede convertirse en una amenaza para la vida si dichos coágulos de sangre se desprenden de los materiales. Por esta razón, la mayoría de las personas con válvulas cardíacas mecánicas toman medicamentos durante toda su vida para reducir la coagulación de la sangre.

Un equipo de investigación internacional ha desarrollado ahora un enfoque prometedor para reducir significativamente la coagulación de la sangre en el material de titanio de la válvula cardíaca. Los resultados del equipo de las Universidades de Jena, Leipzig (ambas Alemania) e Illinois Urbana-Champaign (EE. UU.), dirigido por el científico de materiales, el profesor Klaus D. Jandt, se han publicado en la revista Advanced Healthcare Materials. La revista también reconoce la importancia y el potencial de este descubrimiento al presentarlo en la portada del número actual.

Los investigadores produjeron depósitos de la proteína de la sangre fibrinógeno en dióxido de titanio con superficies orientadas cristalográficamente de manera diferente. A continuación, las superficies del material revestido se expusieron a plaquetas sanguíneas (trombocitos), cuya actividad, junto con el fibrinógeno, desempeña un papel decisivo en la formación de coágulos sanguíneos. Se encontraron diferencias significativas en la actividad plaquetaria en las superficies del material con diferentes orientaciones.

"Si bien las plaquetas son muy activas en las superficies de óxido de titanio (001) y, por lo tanto, promueven la coagulación de la sangre, encontramos el efecto opuesto en las superficies (110)", dice Ph.D. estudiante Maja Struczynska. "La razón de esto es el diferente comportamiento del fibrinógeno en las superficies del material".

"El mecanismo de este efecto es físico", dice el Prof. Jandt. "El fibrinógeno adopta un pliegue específico en la superficie más hidrofóbica (110) con baja energía superficial, lo que a su vez limita el acceso de las secuencias de aminoácidos primarias reconocidas por las plaquetas, minimizando así su adhesión". Jandt ve un enorme potencial en la aplicación de estos materiales a las válvulas cardíacas, ya que debería reducir el riesgo de formación de coágulos sanguíneos y complicaciones asociadas y, por lo tanto, beneficiar a los afectados.

Más información: Maja Struczyńska et al, Cómo la conformación del fibrinógeno inducida por la orientación cristalográfica afecta la adhesión y activación de las plaquetas en TiO 2, Advanced Healthcare Materials (2023). DOI: 10.1002/adhm.202202508