Desde pacientes con nervios periféricos cortados por accidentes de tráfico hasta atletas con músculos desgarrados, e incluso pacientes graves con dispositivos electrónicos implantados en el corazón...
En el campo de tratamiento de estos pacientes, hay una barrera común. Aunque se suturen los tejidos dañados, las señales eléctricas que circulaban entre los tejidos (por ejemplo, impulsos nerviosos, órdenes de contracción muscular) no se restauran fácilmente. Coser con hilo no significa que la electricidad vuelva a fluir por un cable roto.
El equipo de investigación conjunto del profesor Cha Hyung-jun del Departamento de Ingeniería Química de POSTECH y el profesor Song Kang-il del Departamento de Fusión Humana y Biotecnología de la Universidad Nacional de Pukyong ha presentado un adhesivo que derriba esta barrera. Han desarrollado un 'adhesivo bioconductor' que no solo une los tejidos musculares y nerviosos dañados, sino que también restaura las señales eléctricas.
20 años de tecnología aprendida de los mejillones
El profesor Cha Hyung-jun lleva más de 20 años investigando mejillones. Los mejillones no se desprenden de las rocas incluso en medio de fuertes olas. El secreto está en una proteína especial de byssus que secretan. El interior del cuerpo humano, lleno de sangre y fluidos corporales, es prácticamente un entorno acuático. Al considerar por qué es difícil e incompleto coser el interior del cuerpo con suturas, se puede entender por qué los mejillones, que se adhieren perfectamente incluso bajo el agua, han atraído la atención del campo médico.
El equipo del profesor Cha ya ha asegurado la tecnología para cultivar en masa la proteína de mejillón y la ha desarrollado en un adhesivo médico de fotocurado llamado 'FixLight', que ha avanzado hasta la fase de ensayos clínicos.
Sin embargo, quedaban algunas barreras para abordar el problema del daño muscular y nervioso. La mayor era la naturaleza de la proteína como materia prima, que bloquea las señales eléctricas. Esto significa que, aunque se pueda fijar el tejido dañado, si se bloquea la transmisión de señales, no se puede lograr una recuperación funcional inmediata. Otro problema era el tamaño. El método existente tenía un límite en la profundidad del daño que se podía tratar utilizando luz.
El método de 'puente eléctrico' es la solución
Por eso, el equipo de investigación intentó un método de 'puente eléctrico' (electro-crosslinking) que utiliza señales eléctricas para endurecer el adhesivo. Al aplicar un estímulo eléctrico al adhesivo proteico líquido, se transforma en un estado de gel en cuestión de minutos. Esto permite fijar inmediatamente los tejidos y dispositivos electrónicos incluso en el interior del cuerpo, donde abundan los fluidos corporales.
Fueron un paso más allá. Diseñaron el adhesivo combinándolo con un material conductor para que las señales eléctricas pudieran pasar directamente entre los tejidos. No solo actúa como un 'pegamento' que une, sino que también desempeña el papel de un 'cable' que transmite señales.
El equipo de investigación del profesor Cha Hyung-jun, que se ha centrado en la proteína adhesiva de mejillón y el campo del fotocurado, ha establecido la base del material, mientras que el equipo del profesor Song Kang-il de la Universidad Nacional de Pukyong, experto en interfaces de señales nerviosas y dispositivos electrónicos flexibles, ha incorporado la tecnología de estímulo eléctrico.
"La función motora regresó sin suturas"
Los resultados del experimento fueron claros. Al aplicar este adhesivo a tejidos musculares cortados, se restauraron las señales eléctricas entre los nervios y los músculos, y se confirmó la posibilidad de recuperar la función motora sin suturas.
Esto adelanta el 'tiempo de oro' para el tratamiento de regeneración nerviosa. Además, cuando se adhieren dispositivos médicos implantables como monitores de ritmo cardíaco o dispositivos de estimulación cerebral a los órganos del cuerpo, la resistencia eléctrica se reduce. Esto también permite un monitoreo estable de señales biológicas a largo plazo.
El profesor Cha Hyung-jun dijo: "La investigación sobre el adhesivo de mejillón, al combinarse con señales eléctricas, ha abierto un camino para resolver los desafíos de la aplicación clínica", y el profesor Song Kang-il evaluó: "Es una nueva tecnología de interfaz que no solo se adhiere bien, sino que también puede transmitir señales biológicas de manera estable en el entorno interno del cuerpo".
Por supuesto, el método de aplicar estímulos eléctricos al cuerpo humano debe pasar por otra barrera de verificación de seguridad. Al igual que el método de fotocurado requiere un dispositivo de irradiación de luz, el método de puente eléctrico también necesita un dispositivo de estímulo eléctrico. Además, el hecho de aplicar corriente a un paciente en sí mismo puede ser un nuevo objeto de revisión de seguridad en el proceso de aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos.
A pesar de esto, en el campo relacionado, se espera que "el potencial del adhesivo de mejillón es grande" y que "a medida que se resuelvan uno a uno los problemas restantes como el costo, la velocidad y la seguridad, el día en que se utilice realmente en el quirófano se adelantará".
Los resultados de esta investigación (In situ electrocrosslinkable and immiscible bioadhesive for robust underwater electrophysiological signal interfaces) se publicaron primero en línea en diciembre del año pasado en la revista internacional 《Biomaterials》. Se espera que se publique oficialmente en la edición impresa de mayo de 2026 (Vol. 328).
