Engineering a second skin

Introducción

La piel es un órgano que posee diversas funciones biológicas, destacando como función principal proporcionar una barrera protectora frente a factores tales como temperaturas extremas, toxinas, radiación y agentes extraños que pueden causar distintas enfermedades.

Con el tiempo, la piel inevitablemente se ve afectada por el envejecimiento, existiendo dificultad para la regeneración celular, perdiendo sus propiedades como la integridad biomecánica, la elasticidad y la firmeza de esta, siendo susceptible a  lesiones del medio ambiente y presentando dificultad para la cicatrización de heridas. Junto con esto, también la piel se vuelve flácida, adquiere manchas, marcándose además, líneas de expresión y las primeras arrugas, factores que se ven acompañados por deshidratación. La pérdida de agua y la posterior observación de ello a nivel cutáneo en una forma crónica, son responsables de la disminución en la calidad de vida de las personas, llevando a la descompensación de sus estados de ánimo y a altos niveles de ansiedad y depresión.  

A modo de solución para estas inquietantes universales, se han llevado a cabo distintas investigaciones en relación el tema, pero muchos de los avances tecnológicos y estudios relacionados con la piel, no han tenido como foco principal el restaurar sus propiedades mecánicas, sino que en los aspectos más estéticos de esta para que coincida con su estado original y juvenil. Sin embargo, recientemente, en un artículo publicado el 9 de mayo de 2016 en la revista Nature Materials, anunció un nuevo descubrimiento realizado por un grupo de científicos de Massachusetts Institute of Technology (MIT), Living Proof y Olivo Labs, el cual consiste en el desarrollo de una “segunda piel”, la cual es capaz de atenuar arrugas, manchas, permitir mayor hidratación y eventualmente ser utilizada para tratar enfermedades que afectan a la piel mediante la incorporación de fármacos.

Estudios realizados

Inicialmente, los investigadores enfocaron su estudio en la creación de una segunda piel que actuará como una capa protectora y que reuniera las características mecánicas propias de la dermis natural y juvenil. Para esto, se basaron en la capacidad de control de las propiedades de la piel, a través del recubrimiento con polímeros que tuvieran efectos beneficiosos sobre ésta. También se preocuparon de crear un material que fuera cómodo e invisible. 

Propuesto ya los objetivos, los investigadores estudiaron aproximadamente 100 posibles polímeros para desarrollar esta piel falsa, donde todos se caracterizaban por poseer una estructura química llamada siloxano, la cual consta de una cadena de átomos de silicio y oxígeno de forma alternada. Estos polímeros se pueden ensamblar en una disposición en forma de red formando una capa de polímero reticulado (XPL). Se sabe que este tipo de polímero es posible usarlo en el organismo humano dado que es un tipo de resina de silicona no tóxica, la biocompatibilidad es esencial al momento de escoger el material, destacando los polímeros de biomateriales ya que poseen una gran proyección en la salud. A partir de esto, los investigadores escogieron el que imitaba de mejor forma la elasticidad y flexibilidad de la piel, poseyendo las propiedades ópticas y mecánicas adecuadas.

Ya escogido el polímero ideal según los criterios de los investigadores, se observó que en las pruebas realizadas en los laboratorios, volvió fácilmente a su estado original posteriormente a ser estirado en un 250%, teniendo una mayor elasticidad en comparación a la piel, la cual es capaz de estirarse solo en un 180%. También se comparó con hojas de gel de silicona y láminas de poliuretano, que son tipos de apósitos para heridas utilizados en la piel, observándose una mejor elasticidad en el polímero XPL. Ante la relevancia de este nuevo avance, Bárbara Gilchrest, dermatóloga del hospital general de Massachusetts apunta: “Muchos científicos lo han intentado, pero los materiales disponibles hasta la fecha no han logrado la elasticidad, flexibilidad, la biocompatibilidad y la comodidad que aporta este nuevo avance”. (Zimmer, 2016)

El polímero XPL se entrega en un proceso de dos pasos, aplicado en forma de crema o ungüento, ya que inicialmente, los componentes de polisiloxano (TRAFTON, 2016) (-, The Week, 2016) (Kooser, 2016)se aplican directamente en la piel, y luego se utiliza un catalizador de platino el cual generará en el polímero una cambio pasando de este estado de gel a un estado que se asimila a una película reticulada, invisible y transpirable, de la cual es importante remarcar que tiene un efecto prácticamente inmediato llegando al 80% de su función máxima en menos de dos minutos, siendo este lo más notorio, y llegando a su peak de efecto, es decir, el 100% en menos de 3 horas, luego de este peak se mantendrá su efecto durante un máximo de 24 horas. Es importante destacar que el catalizador debe ser añadido posterior a la aplicación del polímero, puesto que después de añadir este segundo químico, el material se pone más rígido, dificultando su esparcimiento y maleabilidad.

Efectos del polímero

Dada la obtención de buenos resultados en las pruebas de laboratorio, los investigadores quisieron ir un paso más allá, realizando pruebas en piel humana. El primer estudio hecho con 12 personas corresponde al tratamiento de las bolsas en los ojos, formadas conforme la piel envejece. Éstas son causadas debido a una protrusión de la almohadilla de grasa subyacente a la piel del párpado inferior. La aplicación de este polímero disminuyó en 2 grados la apariencia abultada de estas bolsas, resultado que hasta ahora solo ha sido posible obtener a través un proceso quirúrgico conocido como blefaroplastia de párpado inferior. Esto se logró mediante la aplicación de una fuerza de compresión constante que aprieta la piel, teniendo una duración de 24 horas.

“La piel fue apretada por 3 segundos con igual presión en piel tratada con el polímero XPL y en la piel sin tratar en los párpados inferiores de los ojos y después liberado. Inmediatamente después de que la piel fue liberada, y luego de 3 segundos pasada la liberación de la piel, se pudo observar una clara diferencia en la retracción de la piel en ambas muestras analizadas. Mientras que en el polímero XPL tratado volvió a su posición original, el párpado no tratado con el polímero  XPL permaneció “apretado” como resultado de la deformación plástica debido a la tensión que recibió.” (Betty Yu, 2016)

En el segundo estudio, se quiso probar la elasticidad del polímero XPL, aplicándolo en el antebrazo. Para esto, se comparó la velocidad en volver a su posición original con respecto a la piel, observándose que al estar tratada con este polímero y tensada por una ventosa, regresó más rápido en comparación con la piel no tratada con polímero XPL.

En el tercer experimento, los investigadores quisieron probar la capacidad del material para evitar la pérdida de agua en la piel seca en 24 personas. Para esto, se aplicó el polímero XPL y se comparó la pérdida de agua con respecto a otros materiales aplicados a la piel. En los resultados se observó que una vez transcurridas dos horas después de la aplicación de los distintos materiales, la piel tratada con el polímero sufrió una menor cantidad de pérdida de agua en comparación con una piel tratada con crema hidratante comercial. También se observó que la piel tratada con vaselina fue tan eficaz como el polímero XPL en la retención de agua 2 horas después de la aplicación, sin embargo, después de 24 horas se constató que la piel tratada con XPL retuvo una mayor cantidad.

Es de suma relevancia destacar que ninguno de los participantes en los cuales se realizaron los distintos experimentos presentó irritación frente al uso del polímero XPL.

Ante la obtención de estos resultados, Robert Langer, ingeniero químico y líder de la investigación, postula que este tipo de tecnología podría ser utilizada en varias áreas, no solo a nivel cosmético, sino también a nivel médico a través de la administración de fármacos para el tratamiento de ciertas enfermedades en la piel, como la dermatitis y eccemas, ya que ambas enfermedades se tratan principalmente de manera tópica en la piel.

Proyección

El descubrimiento de esta nueva tecnología, podría reemplazar algunos métodos previamente utilizados para el tratamiento, como por ejemplo, de las bolsas en los ojos ya que hoy en día, como se señaló previamente, el método más efectivo y radical para tratarlas es la blefaroplastia de los párpados, que corresponde a una cirugía en la cual se elimina el tejido graso acumulado en la zona y se extirpa el exceso de piel. 

Pese a ser una solución efectiva, podría presentar complicaciones que son comunes posterior a esta operación estética, como lo son la retracción palpebral, la cual es provocada por una extracción excesiva de la piel lo que dificulta el cierre del ojo por completo. Otra complicación es una hipercorrección de la grasa, la cual es extirpada en exceso, observándose un surco mucho más pronunciado en la zona del párpado inferior. El uso de esta nueva tecnología podría evitar estas complicaciones post-operatorias, obteniéndose la misma eficacia en el resultado de manera mucho menos invasiva. Aunque también existen en el mercado diversos productos cosméticos con la capacidad de atenuar la apariencia de estas bolsas, estos requieren de un uso prolongado del producto para obtener mejoras, recalcando que muchos de éstos no producen un resultado real o de la misma eficacia que el que podría otorgar el polímero XPL.

Otro impacto importante que tendría ésta en el tratamiento de la dermatitis y eccemas, en la cual se produce una irritación de la piel provocada por diversos factores. Usualmente este tipo de lesiones requieren hidratación y corticoesteroides administrados de manera tópica. Mediante el uso de esta nueva tecnología, este film reemplazaría los ungüentos hidratantes, debido a su capacidad para retener agua, y eventualmente adicionar fármacos a éste para tratarlas. También cabe destacar su uso en el tratamiento de manchas y cicatrices, las cuales hoy en día son tratadas con apósitos o láminas de gel de silicona que permiten una mejor cicatrización, sin embargo, tienen la desventaja de ser notorias, a diferencia de este polímero, el cual forma una capa protectora, humectante, además de ser invisible y cómoda.

Proyección

Si bien la creación de este nuevo polímero posee altas expectativas dados los resultados, cabe recalcar que se encuentra aún en estudio y por lo tanto no está en el mercado. Se desconocen factores como el precio y la accesibilidad del producto para el público, así como su llegada a países como Chile.

Se ha revisado y señalado el gran impacto que tendría el ingreso de este producto al mercado farmacéutico, todo esto debido a sus múltiples beneficios, creando una segunda piel que permitiría una imagen más natural y, al mismo tiempo, más joven en el paciente. Sin embargo, se han dado a conocer ciertas publicaciones que señalan que el uso de esta crema es solo temporal, pero como ya sabemos, sus propiedades son múltiples y estas no se pueden reducir tan solo a la importancia cosmética, sino que también es importante destacar la protección ultravioleta que genera, dado el aumento progresivo de personas que padecen cáncer en la piel, y su contribución a patologías tan significativas como la dermatitis, agregando su gran capacidad para prevenir la deshidratación de este órgano, el cual es tan importante y amplio.

Además, cabe destacar de este nuevo polímero (XPL), hecho a base de polisiloxano, cuya estructura química permite ser utilizado en el organismo humano, formando una capa adherente y transpirable a la piel, otorgando diferentes posibles usos. Se destaca también por su formato en ungüento, lo que permite una fácil aplicación, y por su invisibilidad, pudiendo ser utilizada en zonas visibles del cuerpo sin ser notoria. El hecho de que el polímero no haya generado ninguna reacción adversa, como una reacción alérgica a los agentes extraños a la piel, en las distintas personas que fueron expuestas al producto y estudiadas en la investigación, y la obtención de resultados positivos y alentadores en cuanto a los objetivos planteados, deja una ventana abierta para la eventual realización de mayores investigaciones y ahondar en otros campos de estudio con respecto a las diversas aplicaciones que se le podrían dar a esta segunda piel.