Regulación y Control de Estrés Oxidativo y Microambiente Inflamatorio con Biomateriales Innovadores (ROSCON)
La inflamación y el estrés oxidativo son procesos interconectados que juegan un papel protagonista en diversas patologías resultantes de la degeneración propia del envejecimiento y/o agresiones externas en tejidos. Aunque las investigaciones actuales han abordado ambos fenómenos de manera independientemente, es crucial destacar que el estrés oxidativo puede desencadenar daño celular irreversible debido al ataque de radicales libres a las células. Esto, a su vez, retroalimenta un ciclo de producción de citoquinas inflamatorias y quimioquinas, originando así un bucle de daño y agravamiento de la enfermedad.
Existe la necesidad clínica de disponer de nuevos biomateriales inteligentes que aporten soluciones clínicas innovadoras para el tratamiento de enfermedades donde ROS y/o inflamación son determinantes, e.g. lesiones cutáneas inducidas por radiación (RISI) y osteoartritis asociada al envejecimiento (OA). En este sentido, la Regulación y Control de Estrés Oxidativo y Microambiente Inflamatorio con Biomateriales Innovadores (ROSCON) se presenta como un enfoque multidisciplinar para la síntesis de una librería novedosa de Sistemas Inteligentes (SRS) basados en nuevos conjugados poliméricos de cannabinoides (CBDA) y polifenoles (EGCG). Su estructura será diseñada para responder específicamente a un microentorno oxidativo e inflamatorio, desencadenando la liberación selectiva de moléculas bioactivas. Estos SRS se integrarán en sistemas de administración de medicamentos nanoestructurados, viscosuplementos y apósitos cutáneos con el objetivo de abordar las limitaciones de los tratamientos actuales para OA y RISI. Con este fin, se explorará el diseño y la síntesis de cinco nuevos conjugados poliméricos de CBDA y EGCG mediante: enlaces peptídicos sensibles a enzimas sobreexpresadas en el microambiente inflamatorio; y enlaces hidrazona o ésteres de ácido bórico sensibles a ROS/pH.
En cuanto al diseño de las formulaciones bioactivas, se prepararán teniendo en cuenta su aplicación final. Los biomateriales desarrollados se estudiarán en profundidad atendiendo a sus características fisicoquímicas y capacidad de respuesta inteligente al estrés oxidativo y/o a los microentornos inflamatorios. Los mejores sistemas se seleccionarán a partir de estudios con cultivos celulares y modelos de piel artificial para reducir el uso de animales de experimentación. Únicamente los viscosuplementos más prometedores se estudiarán en un modelo de OA in vivo.
Todo ello nos permitirá avanzar en el estudio del proceso inflamatorio asociado a OA y RISI y así abordar con éxito la necesidad clínica de nuevas soluciones para el tratamiento de dichas patologías discapacitantes.
Proyecto PID2023-149301OB-I00 financiado por MICIU/AEI y por FEDER, UE
Desarrollo de nuevos apósitos basados en aerogeles biodegradables (BIOAPOGEL)
El proyecto BIOAPOGEL tiene como finalidad el desarrollo de apósitos avanzados para heridas, formulados a partir de aerogeles de celulosa biodegradables y biocompatibles, en línea con los principios de la Economía Circular. La propuesta integra la experiencia de una empresa tecnológica y dos centros de investigación especializados en polímeros y alimentos, con el objetivo común de diseñar sistemas de curación más eficaces y sostenibles. Se parte de una tecnología patentada basada en aerogeles de polisacáridos naturales funcionalizados con compuestos hidrofóbicos, lo que permite ampliar sus aplicaciones biomédicas.
El enfoque multidisciplinar incluye la síntesis de polímeros bioactivos, su incorporación en matrices de celulosa y la evaluación de la cinética de liberación de agentes activos. Además, se exploran diferentes configuraciones arquitectónicas de apósitos con propiedades controladas de biocompatibilidad, humedad, permeabilidad, actividad antiséptica y resistencia mecánica. La validación del producto se llevará a cabo mediante ensayos in vitro e in vivo.
Paralelamente, se aborda la escalabilidad del proceso mediante el estudio de técnicas avanzadas de secado y la estandarización de ciclos de producción. Un análisis técnico-económico complementará el desarrollo, aportando información clave para la futura fabricación y comercialización de apósitos biodegradables eficaces y sostenibles.
Proyecto CPP2022-010024 financiado por MICIU/AEI y por la Unión Europea NextGenerationEU/ PRTR
Nuevas soluciones terapéuticas para el tratamiento de la piel radiada (RADIOPROTECT)
RADIOPROTECT es un programa de investigación multidisciplinar que pretende desarrollar nuevas soluciones terapéuticas para el tratamiento de las lesiones producidas durante la radiación oncológica.
Para ello se combinarán biomateriales (celulosa bacteriana y colágeno), moléculas bioactivas (péptido Tectum11, cannabinoides y dendrímeros) y vectores adenovirales, con el fin de obtener un amplio abanico de alternativas terapéuticas. Algunas de ellas serán fácilmente comercializables (apósitos de celulosa bacteriana y/o colágeno, apósitos bioactivos que incorporan el péptido Tectum11 o fitocannabinoides) por su sencillez y porque sus componentes han sido previamente probados para esta aplicación. Otras, requerirán de estudios más extensos para su traslación a la clínica (apósitos que incorporan dendrímeros, nanopartículas, nuevos cannabinoides o aquellos que incorporan adenovirus para sobreexpresar un factor de crecimiento transgénico).
Proyecto S2022/BMD-7333 financiado por la Comunidad de Madrid
Desarrollos basados en polifenoles para retos clínicos en medicina regenerativa pendientes de resolver (POLYPHILLED)
El objetivo de este proyecto surge del creciente conocimiento sobre los sistemas biológicos y los mecanismos de reparación que ocurren en el cuerpo humano. En la medicina regenerativa (RM), la inflamación y las infecciones asociadas al tejido lesionado afectan negativamente y ralentizan la regeneración de la lesión, así como la adecuada adhesión y funcionamiento del soporte en el sitio de la lesión. Además, la microestructura y la arquitectura del soporte son cruciales para su idoneidad y rendimiento en la regeneración del tejido dañado. Por lo tanto, nuestra hipótesis se basa en que la combinación de andamiajes bioadhesivos basados en catecol, con propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y antimicrobianas, junto con el diseño de soportes bien estructurados según la aplicación final en RM, proporcionará una plataforma de sistemas que mejorará y estimulará la reparación del tejido.
Proyecto PID2020-114086RB-I00 financiado por MICIU/AEI
Centro de Investigación Biomédica en Red
El grupo se encuentra integrado en el Centro de Investigación Biomedica en Red CIBER, en el área de Biomateriales, Nanomedicina e Ingeniería Tisular, dentro del programa Ingenio 2010, formando parte de un consorcio con otros 7 centros nacionales en el área de biomateriales e ingeniería tisular.
Ref. CB06/01/0013. Centro de Investigación Biomédica en Red, Instituto de Salud Carlos III
– Preparación de Sistemas Poliméricos autocurables para Cirugía– Proyectos coordinados con el Departamento de Ciencia y Tecnología de Polímeros de la Facultad de Química de San Sebastián, Universidad del País Vasco, y con el Departamento de Materiales e Ingeniería Metalúrgica, Escuela de Ingenieros Industriales de Barcelona, Universidad Politécnica de Cataluña, Universidad de Gerona, y del Hospital Clínico de Salamanca, Universidad de Salamanca. Los objetivos que se persiguen se centran en el desarrollo de sistemas que mejoren las condiciones de curado y la biocompatibilidad de sistemas poliméricos, habiendo obtenido resultados muy positivos con posibilidades de transferencia a empresas españolas.
– Fármacos Poliméricos y Sistemas de Vectorización– Orientado hacia la preparación de sistemas de dosificación controlada y sistemas de vectorización mediante la formulación de sistemas poliméricos como soportes activos, así como a través del anclaje químico de medicamentos a polímeros biocompatibles. En este campo se desarrolla una gran actividad en colaboración con Departamentos de Tecnología Farmaceutica, Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid, y Universidad de La Laguna, y Departamento de Cirugía de la Facultad de Medicina, Universidad de Alcalá de Henares. Constituye una de las actividades mas destacadas en el desarrollo de las actividades del grupo en el programa CIBER-BBN. Se mantienen contratos con empresas farmacéuticas (Rovi) y de dispositivos biomédicos (LVB biotech.) y del área oftalmológica (AJL ophthalmics) para aplicación de sistemas específicamente diseñados como recubrimientos bioactivos en dispositivos biomédicos como stent coronarios y mallas abdominales.
-Nuevos Sistemas Poliméricos Biodegradables para Cirugía y Farmacia– Se basa en el diseño y preparación de sistemas biodegradables de reabsorción controlada mediante la preparación de polímeros y copolímeros derivados de ácido láctico y monómeros acrílicos, poliuretanos biodegradables y sistemas de hidrogeles basados en productos naturales como quitosano, ácido hialurónico y sistemas híbridos polimeros acrílicos/ polisacáridos o polipeptidos. Existen una gran variedad de estructuras que pueden diseñarse de acuerdo con la aplicación concreta del sistema, ya sea como implante para la fijación de fracturas óseas evitando una segunda operación, como para la aplicación de microesferas como sistemas de dosificación controlada de carácter hidrofílico o hidrofóbico, de acuerdo con la finalidad de aplicación del fármaco que se introduce en la matriz polimérica. El tema se desarrolla en colaboración con la Universidad del País Vasco, Facultad de Química de San Sebastián, habiéndose interesado por el mismo tanto equipos de traumatología (FREMAP) como equipos de oftalmología y la unidad de transplantes de la Clínica Puerta de Hierro. Algunos sistemas diseñados se encuentran en fase de desarrollo.
-Utilización de Tecnología de Sistemas Supercríticos para la Preparación de Sistemas de Dosificación de Medicamentos y Principios Bioactivos– Esta actividad se ha desarrollado gracias a la financiación obtenida con dos proyectos europeos consecutivos en los que han participado coordinadamente grupos de dos centros del CSIC: Instituto de Materiales de Barcelona e Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros de Madrid. Se centra ern la utilización de tecnologías limpias basadas en anhidrido carbónico en condiciones supercríticas para la preparación de sistemas poliméricos como soportes de regeneración tisular, y sistemas de dosificación controlada de compuestos bioactivos.
-Nuevas estrategias para la preparación y aplicación de soportes para Ingeniería Tisular. Red de Excelencia financiada por la Comunidad Europea para el periodo 2004 – 2010, coordinada por el Prof. Rui Reis de la Universidad de Minho, Portugal, y con la participación de 20 centros especializados del entorno europeo. El equipo español figura como responsable de una de las acciones estratégicas de actuación relacionada con sistemas de dosificación controlada y dirigida de compuestos bioactivos, y es miembro del comité ejecutivo del consorcio.
– Centro de Investigación Biomédica en Red. El grupo se encuentra integrado en el Centro de Investigación Biomedica en Red CIBER, en el área de Biomateriales, Nanomedicina e Ingeniería Tisular, dentro del programa Ingenio 2010, formando parte de un consorcio con otros 7 centros nacionales en el área de biomateriales e ingeniería tisular.
– CENIT INTELIMPLANT . Nuevas estrategias para el desarrollo de dispositivos biomédicos avanzados. Consorcio de mas de 20 empresas nacionales, manteniendo contrato durante el periodo Enero 2008 – Diciembre 2010 con la empresa española IBERHOSPITEX.
– CENIT CEYEC. Customatized Eye Care. Oftalmología personalizada y minimamente invasiva. Consorcio de una docena de empresas nacionales, manteniendo contrato con dos de ellas hasta finales de 2011.